進化で読み解く バイオインフォマティクス入門
「生物学」「情報科学」の両面から学べる、バイオインフォマティクス入門書の決定版!
◆「進化」をキーワードに体系立てて解説
本書では、分野の広がりとともに複雑さを増しているバイオインフォマティクスの全体像を、見通しよく整理して解説しています。
バイオインフォマティクスを考えるうえで欠かせない「生物の進化」の視点から、解析の「目的」「対象」「手法」を順序立てて解説することで、初学者の独習に役立つよう工夫されています。
◆基礎的な知識を丁寧にフォロー
生物学、情報科学、統計学といった様々な知識を必要とするために、どこから勉強すればよいか困る方も多いのではないでしょうか。
本書では、ゲノムの構成や遺伝のしくみ、解析手法の数学的基礎など、それぞれの初歩から丁寧に解説します。
広大なバイオインフォマティクスの分野を見通しよく学べる、初学者に最適な1冊です。
【目次】
1. 分子・ゲノムに関する基礎知識
1.1 生命情報とは
1.2 細胞の構造
1.3 メンデルの遺伝法則
1.4 DNA の構造と情報
1.5 ゲノムの多様性
1.6 DNA 鎖の複製と突然変異
1.7 さまざまな仕事をするRNA
1.8 遺伝情報の翻訳
1.9 タンパク質のアミノ酸配列
1.10 タンパク質の立体構造
2. 遺伝と進化に関する基礎知識
2.1 はじめに
2.2 短期的な進化(集団遺伝)
2.3 長期的な進化(分子進化)
3. 集団内・種内の配列解析法
3.1 ゲノムの多様性を理解する
3.2 変異のパターンと多様性の指標
3.3 遺伝構造の推定
3.4 自然選択を受けたゲノム領域の推定
3.5 ソフトウェアの紹介
4. 種間の配列比較法
4.1 種間の配列比較における統計モデルの重要性
4.2 マルコフ過程の基礎知識
4.3 塩基配列の進化モデル
4.4 アミノ酸配列の進化モデル
4.5 ソフトウェアの紹介
5. 配列のアラインメントと相同性検索法
5.1 アラインメントと相同性検索
5.2 配列のアラインメント
5.3 相同性検索
5.4 ソフトウェアの紹介
6. 分子系統樹作成法
6.1 系統樹作成の目的
6.2 系統樹に関する基礎知識
6.3 分子系統樹の作成法
6.4 ブートストラップ法
6.5 最適なモデルの選択
6.6 樹形の探索
6.7 ソフトウェアの紹介
7. 機械学習による予測法
7.1 生命科学と機械学習
7.2 隠れマルコフモデル
7.3 そのほかの機械学習方法
7.4 ソフトウェアの紹介
8. 遺伝子配列決定法とアセンブル法
8.1 DNA 塩基配列決定の歴史と概要
8.2 塩基配列決定法
8.3 リシークエンシングによる変異検出法
8.4 配列のアセンブル
8.5 配列解読以外への応用
8.6 ソフトウェアの紹介
9. 遺伝子発現情報解析法
9.1 遺伝子発現とその重要性
9.2 トランスクリプトーム解析技術
9.3 遺伝子発現の標準化
9.4 サンプル間の遺伝子発現量の比較
9.5 遺伝子発現ネットワークの解析
9.6 ソフトウェアの紹介
10. タンパク質解析法
10.1 タンパク質立体構造解析の重要性
10.2 実験によるタンパク質立体構造決定法
10.3 立体構造の表示方法
10.4 タンパク質立体構造の予測法
10.5 ソフトウェアの紹介
11. データベースへのアクセスとその利用法
11.1 生命情報データベースの概要
11.2 データベースの構造
11.3 遺伝子配列データベース
11.4 ゲノムブラウザ
11.5 データベースの紹介
補遺(Appendices)
A.1 確率分布
A.2 尤度とベイズ法
A.3 シャノン情報量と条件付き確率
参考文献
索引