最尤系統樹探索法の研究

最大似然系统发育树搜索方法研究

基本信息

批准号：
08680339
负责人：
長谷川政美
金额：
$ 1.28万
依托单位：
The Institute of Statistical Mathematics
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08680339/
关键词：
最尤系統樹トポロジー探索 DNA 蛋白質配列データ分子系統樹

项目摘要

最尤法による分子系統樹推定法を、生物学の実際問題に適用する際に一番問題になる点は、分子進化過程に関する現実的なモデル化と、膨大な数の可能な系統樹トポロジーの中から尤度最大のトポロジーをいかにして探し出すかという2つである。本研究では、2番目の問題を扱って、実用的な最尤系統樹推定法を開発した。最尤系統樹探索には、2つのやり方を併用することにした。1つは、時間のかかる尤度計算をすべてのトポロジーについて完全に行うのではなく、簡便に計算できる近似尤度によってあらかじめスクリーニングをかけておく方法がある。これにより、10個のグループの間の系統関係を推定する問題ならば、可能なトポロジーおよそ200万通りについて近似尤度の比較から見込みのないトポロジーをあらかじめ取り除いておき、ある程度見込みのありそうな上位1,000個あるいは10,000個のトポロジーについてfullの最尤法で比較検討する。これにより最尤法で扱える分子系統学的問題が大幅に拡大した。しかしながら、これ以上組み合わせが増えると、近似尤度法でも扱うことが困難になってくる。その場合には、ヒューリスティックな方法に頼らざるを得ない。われわれは、近隣結合法や最節約法など簡便な方法によってあらかじめ得られている系統樹のトポロジーの近傍について、局所的再配置によってより尤度の高いトポロジーを探索する方法を用いることを提案した。ドイツのStrimmerとvon Haeselerは、Quartet Puzzlingという別のヒューリスティックな方法を提唱しているが、われわれの方法は、それよりもはるかに効率よく最尤系統樹を探し当てることができることを示した。

通过最大似然法应用分子系统估计的最大问题是分子进化过程的现实建模，并且有两种方法可以从内部搜索最大的拓扑。在这项研究中，我们已经开发了一种实用的最大 - 叶状树估计方法，并处理了第二个问题。我们决定使用两种方法来搜索最大可能性。一种是根据大约可以轻松计算的可能性，而不是完全执行的时间计算，以提前筛选。结果，如果是一个问题，可以在某种程度上预计，从近似比较比较约200万之间，大约200万的拓扑之间的系统关系可能会在某种程度上预期与Full的最大可能性方法比较并检查1,000或10,000个拓扑。这大大增加了可以通过最大Loice方法来处理的分子全身问题。但是，如果组合不再增加，则很难使用近似可能性方法来处理它。在这种情况下，您必须依靠一种启发式方法。我们建议使用一种方法来探索系统树附近更可能的拓扑，该拓扑是通过简单方法（例如相邻和最债务方法的近距离的）事先获得的。德国杂技演员和冯·海瑟尔（Von Haeseler）提出了另一种称为四重奏的hulistic方法，但我们已经表明，我们的方法可以更有效地找到最大的优先树。