JP2002358309A - プロファイルデータベース及びプロファイル作成方法 - Google Patents
プロファイルデータベース及びプロファイル作成方法Info
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- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16B—BIOINFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR GENETIC OR PROTEIN-RELATED DATA PROCESSING IN COMPUTATIONAL MOLECULAR BIOLOGY
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- G16B—BIOINFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR GENETIC OR PROTEIN-RELATED DATA PROCESSING IN COMPUTATIONAL MOLECULAR BIOLOGY
- G16B30/00—ICT specially adapted for sequence analysis involving nucleotides or amino acids
- G16B30/10—Sequence alignment; Homology search
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- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16B—BIOINFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR GENETIC OR PROTEIN-RELATED DATA PROCESSING IN COMPUTATIONAL MOLECULAR BIOLOGY
- G16B30/00—ICT specially adapted for sequence analysis involving nucleotides or amino acids
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大規模な生体高分子の配列間の相関解析を高
速に実行でき、任意の解析済プロファイルを再利用でき
る手段を提供する。 【解決手段】 大規模なプロファイルデータベース１０
３を提供し、そのデータベースを使って高速に生体高分
子の配列間の相関解析を行えるようにし、プロファイル
データベースから任意のプロファイルを取り出せるよう
にした。
速に実行でき、任意の解析済プロファイルを再利用でき
る手段を提供する。 【解決手段】 大規模なプロファイルデータベース１０
３を提供し、そのデータベースを使って高速に生体高分
子の配列間の相関解析を行えるようにし、プロファイル
データベースから任意のプロファイルを取り出せるよう
にした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の生体高分子
の配列に対して配列同士の相関解析を行い、その結果を
蓄積した計算済プロファイルデータベースを作成する方
法と、プロファイルデータベースを利用して配列間の相
関図又はマルチプルアラインメントを高速に作成する方
法に関するものである。
の配列に対して配列同士の相関解析を行い、その結果を
蓄積した計算済プロファイルデータベースを作成する方
法と、プロファイルデータベースを利用して配列間の相
関図又はマルチプルアラインメントを高速に作成する方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、配列間の相関解析を行う方法とし
ては、J. Thompson and T. Gibsonが作成したプログラ
ムであるClustalW(1994- )がある。ここで使われている
計算法は、ClustalW Thompson JD, Higgins DG, Gibson
TJ (Nucleic Acid Res. 1994Nov: 4673-80)に述べられ
ている。ClustalWを使用することで、異なる配列間の進
化系統関係を解析し、それらのマルチプルアラインメン
トを作成することができる。
ては、J. Thompson and T. Gibsonが作成したプログラ
ムであるClustalW(1994- )がある。ここで使われている
計算法は、ClustalW Thompson JD, Higgins DG, Gibson
TJ (Nucleic Acid Res. 1994Nov: 4673-80)に述べられ
ている。ClustalWを使用することで、異なる配列間の進
化系統関係を解析し、それらのマルチプルアラインメン
トを作成することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術には以下の問題点がある。 １．一般に多数の配列間の相関解析には膨大な計算時間
が必要である。例えば、平均配列長1500bpの核酸配列50
0個を対象としてClustalWを用いて計算を行うと約30時
間もかかることがある。核酸やアミノ酸等の生体高分子
の配列（以下、単に「配列」という）の解読が容易にな
り、配列のデータが大量に生産されるようになった現
在、配列の解析にこのように時間がかかると、研究推進
のボトルネックとなってしまう。（計算時間の問題）
技術には以下の問題点がある。 １．一般に多数の配列間の相関解析には膨大な計算時間
が必要である。例えば、平均配列長1500bpの核酸配列50
0個を対象としてClustalWを用いて計算を行うと約30時
間もかかることがある。核酸やアミノ酸等の生体高分子
の配列（以下、単に「配列」という）の解読が容易にな
り、配列のデータが大量に生産されるようになった現
在、配列の解析にこのように時間がかかると、研究推進
のボトルネックとなってしまう。（計算時間の問題）
【０００４】２．計算対象の配列のサイズや数が増加す
るにしたがって、計算時間と同時に、必要な計算機のメ
モリ空間も増加し、現実的な時間内で計算を終了するた
めに必要な計算機仕様も大きなものとなるが、その様な
計算機が利用できる研究環境は稀である。（計算規模の
問題） ３．個々の計算には大量の計算機資源や研究時間を消費
しているが、計算結果の再利用が考慮されていない。
（計算結果の再利用の問題） 本発明は、上記従来技術の問題点を解消できる手段を提
供することを目的とする。
るにしたがって、計算時間と同時に、必要な計算機のメ
モリ空間も増加し、現実的な時間内で計算を終了するた
めに必要な計算機仕様も大きなものとなるが、その様な
計算機が利用できる研究環境は稀である。（計算規模の
問題） ３．個々の計算には大量の計算機資源や研究時間を消費
しているが、計算結果の再利用が考慮されていない。
（計算結果の再利用の問題） 本発明は、上記従来技術の問題点を解消できる手段を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、配列間の相関解析の結果情報である“プ
ロファイル”を再利用可能な方式で蓄積したデータベー
スを構築する。また、プロファイルデータベースに蓄積
したプロファイルを利用して、新たな配列間の相関解析
を高速に行う方式を提供する。即ち、利用者の解析対象
である配列の集合が、プロファイルデータベースに登録
されたあるプロファイルエントリを構成する配列の部分
集合である場合、そのプロファイルエントリより、対象
配列に関連した解析結果情報のみを抽出し、これを新た
なプロファイルとして利用者に提供可能とする。また、
対象配列の全てを含むプロファイルエントリが存在しな
い場合も、大多数の対象配列を含むプロファイルエント
リが存在する場合は、そのプロファイルエントリより、
対象配列に関連した解析結果情報のみを抽出し、これを
初期プロファイルとして、そのプロファイルエントリに
含まれなかった配列をこの初期プロファイルに加える方
法で解析を行い、目的のプロファイルを得る方法を提供
する。いずれの場合も、大幅な計算時間の短縮が可能で
ある。
に、本発明は、配列間の相関解析の結果情報である“プ
ロファイル”を再利用可能な方式で蓄積したデータベー
スを構築する。また、プロファイルデータベースに蓄積
したプロファイルを利用して、新たな配列間の相関解析
を高速に行う方式を提供する。即ち、利用者の解析対象
である配列の集合が、プロファイルデータベースに登録
されたあるプロファイルエントリを構成する配列の部分
集合である場合、そのプロファイルエントリより、対象
配列に関連した解析結果情報のみを抽出し、これを新た
なプロファイルとして利用者に提供可能とする。また、
対象配列の全てを含むプロファイルエントリが存在しな
い場合も、大多数の対象配列を含むプロファイルエント
リが存在する場合は、そのプロファイルエントリより、
対象配列に関連した解析結果情報のみを抽出し、これを
初期プロファイルとして、そのプロファイルエントリに
含まれなかった配列をこの初期プロファイルに加える方
法で解析を行い、目的のプロファイルを得る方法を提供
する。いずれの場合も、大幅な計算時間の短縮が可能で
ある。
【０００６】本発明によるプロファイルデータベース
は、複数の生体高分子の配列をマルチプルアライメント
及び／又は進化系統解析した結果のプロファイルを、各
プロファイルのＩＤと名称とプロファイルデータとを対
応付けて格納したプロファイルテーブルと、各プロファ
イルのＩＤとプロファイル解析条件とを対応付けて格納
したプロファイル解析条件テーブルと、プロファイルの
ＩＤと配列ＩＤとを対応付けて格納した配列メンバテー
ブルと、各配列の配列ＩＤと配列名と配列とを対応付け
て格納した配列テーブルとによって蓄積したことを特徴
とする。
は、複数の生体高分子の配列をマルチプルアライメント
及び／又は進化系統解析した結果のプロファイルを、各
プロファイルのＩＤと名称とプロファイルデータとを対
応付けて格納したプロファイルテーブルと、各プロファ
イルのＩＤとプロファイル解析条件とを対応付けて格納
したプロファイル解析条件テーブルと、プロファイルの
ＩＤと配列ＩＤとを対応付けて格納した配列メンバテー
ブルと、各配列の配列ＩＤと配列名と配列とを対応付け
て格納した配列テーブルとによって蓄積したことを特徴
とする。
【０００７】本発明によるプロファイル作成方法は、複
数の生体高分子の配列に対してマルチプルアライメント
作成及び／又は進化系統解析するプロファイル作成方法
において、プロファイル作成の対象となる複数の配列を
入力するステップと、複数の配列群に対してマルチプル
アライメント解析や進化系統解析した結果を各配列群に
対するプロファイルとして蓄積したプロファイルデータ
ベースを検索し、入力された配列を最も多く含む配列群
に対するプロファイルを検索するステップと、入力され
た複数の配列と検索されたプロファイルが対象としてい
る配列群との和集合に対してマルチプルアライメント作
成及び／又は進化系統解析を行うステップとを含むこと
を特徴とする。
数の生体高分子の配列に対してマルチプルアライメント
作成及び／又は進化系統解析するプロファイル作成方法
において、プロファイル作成の対象となる複数の配列を
入力するステップと、複数の配列群に対してマルチプル
アライメント解析や進化系統解析した結果を各配列群に
対するプロファイルとして蓄積したプロファイルデータ
ベースを検索し、入力された配列を最も多く含む配列群
に対するプロファイルを検索するステップと、入力され
た複数の配列と検索されたプロファイルが対象としてい
る配列群との和集合に対してマルチプルアライメント作
成及び／又は進化系統解析を行うステップとを含むこと
を特徴とする。
【０００８】この時、入力された複数の配列と検索され
たプロファイルが対象としている配列群との和集合に対
してマルチプルアライメント作成及び／又は進化系統解
析を行った結果を新たなプロファイルとしてプロファイ
ルデータベースに登録するステップを更に含むのが好ま
しい。
たプロファイルが対象としている配列群との和集合に対
してマルチプルアライメント作成及び／又は進化系統解
析を行った結果を新たなプロファイルとしてプロファイ
ルデータベースに登録するステップを更に含むのが好ま
しい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施する場合の一
形態を図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発
明によるプロファイルデータベース利用システム（スタ
ンドアロン方式）の構成例を示すブロック図である。こ
のプロファイルデータベース利用システム（スタンドア
ロン方式）１０１は、処理装置１０２、プロファイルデ
ータベース１０３、表示装置１０４、キーボード１０
５、マウス１０６を備えて構成される。
形態を図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発
明によるプロファイルデータベース利用システム（スタ
ンドアロン方式）の構成例を示すブロック図である。こ
のプロファイルデータベース利用システム（スタンドア
ロン方式）１０１は、処理装置１０２、プロファイルデ
ータベース１０３、表示装置１０４、キーボード１０
５、マウス１０６を備えて構成される。
【００１０】利用者はキーボード１０５やマウス１０６
を使って核酸などの任意の生体高分子の配列を処理装置
１０２に入力する。処理装置１０２は、入力された配列
とプロファイルデータベース１０３を使って配列間の相
関解析を行い、その結果から配列間の相関図又はマルチ
プルアラインメントを表示装置１０４に描画する。
を使って核酸などの任意の生体高分子の配列を処理装置
１０２に入力する。処理装置１０２は、入力された配列
とプロファイルデータベース１０３を使って配列間の相
関解析を行い、その結果から配列間の相関図又はマルチ
プルアラインメントを表示装置１０４に描画する。
【００１１】利用者はまた、キーボード１０５やマウス
１０６を使って、処理装置１０２にプロファイルデータ
ベース１０３にあるプロファイルの中から、任意の条件
に合うプロファイルを表示することを要求する。処理装
置１０２は利用者からの要求を受け付けると、プロファ
イルデータベース１０３にアクセスして全プロファイル
の中から、利用者の入力した条件に合うプロファイルを
検索し、それを表示装置１０４に一覧表示する。利用者
は表示されたプロファイルの中から、任意のプロファイ
ルを選択し、それを表示することを要求する。処理装置
１０２は利用者からの要求を受け付けると、プロファイ
ルデータベース１０３にアクセスして要求されたプロフ
ァイルを取得し、表示装置１０４に表示する。
１０６を使って、処理装置１０２にプロファイルデータ
ベース１０３にあるプロファイルの中から、任意の条件
に合うプロファイルを表示することを要求する。処理装
置１０２は利用者からの要求を受け付けると、プロファ
イルデータベース１０３にアクセスして全プロファイル
の中から、利用者の入力した条件に合うプロファイルを
検索し、それを表示装置１０４に一覧表示する。利用者
は表示されたプロファイルの中から、任意のプロファイ
ルを選択し、それを表示することを要求する。処理装置
１０２は利用者からの要求を受け付けると、プロファイ
ルデータベース１０３にアクセスして要求されたプロフ
ァイルを取得し、表示装置１０４に表示する。
【００１２】図２は、本発明によるプロファイルデータ
ベース利用システム（クライアント・サーバ方式）の構
成例を示すブロック図である。このプロファイルデータ
ベース利用システム（クライアント・サーバ方式）は、
図２に示すように、プロファイルデータベース処理装置
２０１とデータ入出力処理装置２０５と、通信回線２０
４で実現する。プロファイルデータベース処理装置２０
１は、データベースの処理を行う処理装置２０２と、プ
ロファイルデータベース２０３から構成される。データ
入出力処理装置２０５は、データの入出力処理を行う処
理装置２０６と、表示装置２０７と、キーボード２０８
と、マウス２０９を備えて構成される。
ベース利用システム（クライアント・サーバ方式）の構
成例を示すブロック図である。このプロファイルデータ
ベース利用システム（クライアント・サーバ方式）は、
図２に示すように、プロファイルデータベース処理装置
２０１とデータ入出力処理装置２０５と、通信回線２０
４で実現する。プロファイルデータベース処理装置２０
１は、データベースの処理を行う処理装置２０２と、プ
ロファイルデータベース２０３から構成される。データ
入出力処理装置２０５は、データの入出力処理を行う処
理装置２０６と、表示装置２０７と、キーボード２０８
と、マウス２０９を備えて構成される。
【００１３】利用者はキーボード２０８やマウス２０９
を使って核酸などの任意の生体高分子の配列をデータ入
出力処理装置２０５に入力する。データ入出力処理装置
２０５は、入力された配列を通信回線２０４を通してプ
ロファイルデータベース処理装置２０１へ送信する。プ
ロファイルデータベース処理装置２０１は、送信された
配列とプロファイルデータベース２０３を使って配列間
の相関解析を行い、その結果を通信回線２０４を通して
データ入出力処理装置２０５へ送る。データ入出力処理
装置２０５は、送信された解析結果から配列間の相関図
又はマルチプルアラインメントを表示装置２０７に描画
する。
を使って核酸などの任意の生体高分子の配列をデータ入
出力処理装置２０５に入力する。データ入出力処理装置
２０５は、入力された配列を通信回線２０４を通してプ
ロファイルデータベース処理装置２０１へ送信する。プ
ロファイルデータベース処理装置２０１は、送信された
配列とプロファイルデータベース２０３を使って配列間
の相関解析を行い、その結果を通信回線２０４を通して
データ入出力処理装置２０５へ送る。データ入出力処理
装置２０５は、送信された解析結果から配列間の相関図
又はマルチプルアラインメントを表示装置２０７に描画
する。
【００１４】利用者はまたキーボード２０８やマウス２
０９を使って、データ入出力処理装置２０５にプロファ
イルデータベース２０３から、任意の条件に合うプロフ
ァイルの表示を要求する。データ入出力処理装置２０５
は利用者からの要求を受け付けると、その要求を通信回
線２０４を通してデータベース処理装置２０１に送信す
る。データベース処理装置２０１は送信された要求を受
け付けると、プロファイルデータベース２０３にアクセ
スしてプロファイルデータベースの中から利用者の入力
した条件に合うプロファイルを検索し、それを通信回線
２０４を通してデータ入出力処理装置２０５に送信す
る。データ入出力処理装置２０５は、送信されたプロフ
ァイル一覧を受け取ると、それを表示装置２０７に表示
する。利用者は表示されたプロファイル一覧の中から任
意のプロファイルを選択し、それを表示することをデー
タ入出力処理装置２０５に要求する。データ入出力処理
装置２０５は利用者からの要求を、通信回線２０４を使
ってデータベース処理装置２０１へ送信する。データベ
ース処理装置２０１は送信された要求を受け取ると、プ
ロファイルデータベース２０３にアクセスし、要求され
たプロファイルを取得し、データ入出力処理装置２０５
へ送信する。データ入出力処理装置２０５は送信された
プロファイルを表示装置２０７に表示する。
０９を使って、データ入出力処理装置２０５にプロファ
イルデータベース２０３から、任意の条件に合うプロフ
ァイルの表示を要求する。データ入出力処理装置２０５
は利用者からの要求を受け付けると、その要求を通信回
線２０４を通してデータベース処理装置２０１に送信す
る。データベース処理装置２０１は送信された要求を受
け付けると、プロファイルデータベース２０３にアクセ
スしてプロファイルデータベースの中から利用者の入力
した条件に合うプロファイルを検索し、それを通信回線
２０４を通してデータ入出力処理装置２０５に送信す
る。データ入出力処理装置２０５は、送信されたプロフ
ァイル一覧を受け取ると、それを表示装置２０７に表示
する。利用者は表示されたプロファイル一覧の中から任
意のプロファイルを選択し、それを表示することをデー
タ入出力処理装置２０５に要求する。データ入出力処理
装置２０５は利用者からの要求を、通信回線２０４を使
ってデータベース処理装置２０１へ送信する。データベ
ース処理装置２０１は送信された要求を受け取ると、プ
ロファイルデータベース２０３にアクセスし、要求され
たプロファイルを取得し、データ入出力処理装置２０５
へ送信する。データ入出力処理装置２０５は送信された
プロファイルを表示装置２０７に表示する。
【００１５】図３は、表示装置１０４又は表示装置２０
７に表示する、配列間の相関を示す樹状図の一例を示す
図である。この図は配列間の進化系統を表している。樹
状図の右端にある文字列は各配列の配列名である。図４
は、表示装置１０４又は表示装置２０７に表示する、配
列間のマルチプルアラインメント（複数の配列を並べ、
それらの間の一致・不一致をわかりやすく表示する表示
形式）の一例を示す図である。画面上側はマルチプルア
ラインメント概要図４０１であり、アラインメント配列
の全長を表示している。画面下側はアラインメント配列
４０２である。アラインメント配列４０２においては、
全配列が一致した部分４０３と、各配列間の一致率が一
定以上の部分４０４で色分けが可能である。
７に表示する、配列間の相関を示す樹状図の一例を示す
図である。この図は配列間の進化系統を表している。樹
状図の右端にある文字列は各配列の配列名である。図４
は、表示装置１０４又は表示装置２０７に表示する、配
列間のマルチプルアラインメント（複数の配列を並べ、
それらの間の一致・不一致をわかりやすく表示する表示
形式）の一例を示す図である。画面上側はマルチプルア
ラインメント概要図４０１であり、アラインメント配列
の全長を表示している。画面下側はアラインメント配列
４０２である。アラインメント配列４０２においては、
全配列が一致した部分４０３と、各配列間の一致率が一
定以上の部分４０４で色分けが可能である。
【００１６】図５は、プロファイルデータの例を示す図
である。このフォーマットは、配列間の相関解析計算に
ClustalWを用いた場合のものである。１つのプロファイ
ル５０１は、項目５０２（配列名と配列ID）、項目５０
３（アラインメント配列）、項目５０４（配列間の相関
解析結果）からなる。項目５０２は、プロファイルに含
まれる配列名と配列IDである。項目５０３は、プロファ
イル内の各配列をマルチプルアラインメント表示したも
のである。各配列の並び順は、項目５０２と同じでなけ
ればならない。項目５０４は、プロファイル内の配列間
の相関解析結果である。ここで各配列IDの右側の数値
は、各配列とその進化系統上上流にある配列との距離を
表す。この距離が大きいほど、２つの配列は進化系統上
隔たっている。
である。このフォーマットは、配列間の相関解析計算に
ClustalWを用いた場合のものである。１つのプロファイ
ル５０１は、項目５０２（配列名と配列ID）、項目５０
３（アラインメント配列）、項目５０４（配列間の相関
解析結果）からなる。項目５０２は、プロファイルに含
まれる配列名と配列IDである。項目５０３は、プロファ
イル内の各配列をマルチプルアラインメント表示したも
のである。各配列の並び順は、項目５０２と同じでなけ
ればならない。項目５０４は、プロファイル内の配列間
の相関解析結果である。ここで各配列IDの右側の数値
は、各配列とその進化系統上上流にある配列との距離を
表す。この距離が大きいほど、２つの配列は進化系統上
隔たっている。
【００１７】図６は、プロファイルデータベースで使用
するテーブルの定義を示す図である。プロファイルテー
ブル６０１には、プロファイルデータベース中の各プロ
ファイルのID(prf_id)と名前(prf_name)とプロファイル
(profile)が格納されている。各プロファイルは圧縮さ
れており、これによりプロファイルデータベースをコン
パクトに格納することが可能になる。
するテーブルの定義を示す図である。プロファイルテー
ブル６０１には、プロファイルデータベース中の各プロ
ファイルのID(prf_id)と名前(prf_name)とプロファイル
(profile)が格納されている。各プロファイルは圧縮さ
れており、これによりプロファイルデータベースをコン
パクトに格納することが可能になる。
【００１８】配列メンバテーブル６０２には、プロファ
イルのID（prf_id）と各配列のID(seq_id)が格納されて
いる。このテーブル上にある各配列IDは配列テーブル６
０３に、このテーブル上にある各プロファイルのIDはプ
ロファイルテーブル６０１にそれぞれ存在しなければな
らない。このテーブルでは、１つのプロファイルIDが複
数の配列IDを持っており、逆に１つの配列IDが複数のプ
ロファイルIDを持っている。このテーブルを使用するこ
とで、個別のプロファイルにアクセスすることなく、配
列間の相関図又はマルチプルアラインメント作成に用い
る最適なプロファイルを高速に検索することが可能にな
る。
イルのID（prf_id）と各配列のID(seq_id)が格納されて
いる。このテーブル上にある各配列IDは配列テーブル６
０３に、このテーブル上にある各プロファイルのIDはプ
ロファイルテーブル６０１にそれぞれ存在しなければな
らない。このテーブルでは、１つのプロファイルIDが複
数の配列IDを持っており、逆に１つの配列IDが複数のプ
ロファイルIDを持っている。このテーブルを使用するこ
とで、個別のプロファイルにアクセスすることなく、配
列間の相関図又はマルチプルアラインメント作成に用い
る最適なプロファイルを高速に検索することが可能にな
る。
【００１９】配列テーブル６０３にはプロファイルデー
タベース中にある各配列（sequence）と配列名（seq_na
me）と配列ID（seq_id）とが格納されている。プロファ
イル解析条件テーブル６０４には、各プロファイルのID
（prf_id）と、解析条件名（cnd_name）と、条件値（va
lue）とが格納されている。このテーブル上にある各プ
ロファイルのIDは、テーブル６０１に存在しなければな
らない。
タベース中にある各配列（sequence）と配列名（seq_na
me）と配列ID（seq_id）とが格納されている。プロファ
イル解析条件テーブル６０４には、各プロファイルのID
（prf_id）と、解析条件名（cnd_name）と、条件値（va
lue）とが格納されている。このテーブル上にある各プ
ロファイルのIDは、テーブル６０１に存在しなければな
らない。
【００２０】図７は、プロファイルデータベースのデー
タ例を示す図である。配列メンバテーブルをみると、１
つのプロファイルIDが複数の配列IDを持っており、逆に
１つの配列IDが複数のプロファイルIDを持っている。こ
れは、１つのプロファイルは複数の配列を含むためであ
り、また、同じ配列が異なるプロファイルに含まれるこ
とがあるためである。
タ例を示す図である。配列メンバテーブルをみると、１
つのプロファイルIDが複数の配列IDを持っており、逆に
１つの配列IDが複数のプロファイルIDを持っている。こ
れは、１つのプロファイルは複数の配列を含むためであ
り、また、同じ配列が異なるプロファイルに含まれるこ
とがあるためである。
【００２１】図８は図１、２で説明したプロファイルデ
ータベース利用システムにおける、配列間の相関図又は
マルチプルアラインメント作成処理を詳細に説明したフ
ローチャートである。ここで、配列間の相関解析にはCl
ustalWを用いている。処理が開始されると、入力された
核酸などの配列が読み込まれる（８０１）。読み込む配
列の存在を判定し（８０２）、存在すればそれをプロフ
ァイルデータベースと照合し（８０３）、入力配列が新
規（プロファイルデータベースに存在しない）かどうか
を判定する（８０４）。ここでは、入力配列と完全一致
する配列がプロファイルデータベース中に存在する場合
には入力配列は既存配列とし、それ以外の場合には入力
配列は新規配列とする。入力配列が新規であれば、その
配列に配列IDを付与する（８０５）。こうして全ての配
列を読み込んだ後、マルチプルアラインメント・進化系
統解析計算で用いる対象プロファイルを決定する（８０
６）。
ータベース利用システムにおける、配列間の相関図又は
マルチプルアラインメント作成処理を詳細に説明したフ
ローチャートである。ここで、配列間の相関解析にはCl
ustalWを用いている。処理が開始されると、入力された
核酸などの配列が読み込まれる（８０１）。読み込む配
列の存在を判定し（８０２）、存在すればそれをプロフ
ァイルデータベースと照合し（８０３）、入力配列が新
規（プロファイルデータベースに存在しない）かどうか
を判定する（８０４）。ここでは、入力配列と完全一致
する配列がプロファイルデータベース中に存在する場合
には入力配列は既存配列とし、それ以外の場合には入力
配列は新規配列とする。入力配列が新規であれば、その
配列に配列IDを付与する（８０５）。こうして全ての配
列を読み込んだ後、マルチプルアラインメント・進化系
統解析計算で用いる対象プロファイルを決定する（８０
６）。
【００２２】対象プロファイルが決定したら、そのプロ
ファイルに入力配列が内包されているかどうかを判定す
る（８０７）。対象プロファイルに入力配列がすべて内
包されている場合、配列間相関解析は行わず、対象プロ
ファイルをそのまま解析結果８１０とする。対象プロフ
ァイルに入力ファイルが一部内包されている場合、対象
プロファイルと入力配列を使ってClustalWにより配列間
相関解析を行い（８０８）、解析結果８１０を出力す
る。対象プロファイルに入力配列が全く内包されていな
い場合、入力配列のみを使ってClustalWにより配列間相
関解析を行い（８０９）、解析結果８１０を出力する。
解析結果が出力されると、解析結果８１０を使ってプロ
ファイルデータベースを更新する（８１１）。そして、
配列間相関図又はマルチプルアラインメント描画のため
の情報を作成し（８１２）、配列間相関図又はマルチプ
ルアラインメントを表示装置に描画する（８１３）。
ファイルに入力配列が内包されているかどうかを判定す
る（８０７）。対象プロファイルに入力配列がすべて内
包されている場合、配列間相関解析は行わず、対象プロ
ファイルをそのまま解析結果８１０とする。対象プロフ
ァイルに入力ファイルが一部内包されている場合、対象
プロファイルと入力配列を使ってClustalWにより配列間
相関解析を行い（８０８）、解析結果８１０を出力す
る。対象プロファイルに入力配列が全く内包されていな
い場合、入力配列のみを使ってClustalWにより配列間相
関解析を行い（８０９）、解析結果８１０を出力する。
解析結果が出力されると、解析結果８１０を使ってプロ
ファイルデータベースを更新する（８１１）。そして、
配列間相関図又はマルチプルアラインメント描画のため
の情報を作成し（８１２）、配列間相関図又はマルチプ
ルアラインメントを表示装置に描画する（８１３）。
【００２３】図９は、図８において入力配列の対象プロ
ファイルを決定する方法についての説明図である。図９
に示すように縦軸９０１を入力配列、横軸９０２をデー
タベース中のプロファイルとした表を作り、例えば、入
力された配列seq1，seq2，…の１つseq2が、データベー
ス中のプロファイルprof1 ，prof2，…の１つprof2に含
まれていれば、seq2とprof2が交わる位置に印９０３を
つける。このような作業を全ての入力配列に対して行
い、プロファイル毎に印の数(hit)を記録する。その結
果、hitが最も多かったプロファイル、図示の例の場合
にはprof5を対象プロファイルとする。
ファイルを決定する方法についての説明図である。図９
に示すように縦軸９０１を入力配列、横軸９０２をデー
タベース中のプロファイルとした表を作り、例えば、入
力された配列seq1，seq2，…の１つseq2が、データベー
ス中のプロファイルprof1 ，prof2，…の１つprof2に含
まれていれば、seq2とprof2が交わる位置に印９０３を
つける。このような作業を全ての入力配列に対して行
い、プロファイル毎に印の数(hit)を記録する。その結
果、hitが最も多かったプロファイル、図示の例の場合
にはprof5を対象プロファイルとする。
【００２４】もしhitが最大となるプロファイルが複数
存在する場合には、候補プロファイルの中でそれぞれの
プロファイルが内包する配列中に占める入力配列数の割
合が最も高いものを対象プロファイルとする方法（小規
模な相関図又はマルチプルアラインメントを作成する場
合に有効）と、候補プロファイルの中でそれぞれのプロ
ファイルが内包する配列中に占める入力配列数の割合が
最も低いものを対象プロファイルとする方法（大規模な
相関図又はマルチプルアラインメントを作成する場合に
有効）がある。例えば、prof4、prof5のhitが共に３で
これが全プロファイル中で最大であり、かつprof4が内
包する配列数が6、prof5が内包する配列数が30である場
合、前者の方法では対象プロファイルはprof4となり、
後者の方法ではprof5となる。
存在する場合には、候補プロファイルの中でそれぞれの
プロファイルが内包する配列中に占める入力配列数の割
合が最も高いものを対象プロファイルとする方法（小規
模な相関図又はマルチプルアラインメントを作成する場
合に有効）と、候補プロファイルの中でそれぞれのプロ
ファイルが内包する配列中に占める入力配列数の割合が
最も低いものを対象プロファイルとする方法（大規模な
相関図又はマルチプルアラインメントを作成する場合に
有効）がある。例えば、prof4、prof5のhitが共に３で
これが全プロファイル中で最大であり、かつprof4が内
包する配列数が6、prof5が内包する配列数が30である場
合、前者の方法では対象プロファイルはprof4となり、
後者の方法ではprof5となる。
【００２５】図１０は、図１、２で説明したプロファイ
ルデータベース利用システムにおける任意のプロファイ
ルデータの表示処理を詳細に説明したフローチャートで
ある。処理が開始されると、プログラムはプロファイル
データベースから利用者が入力した条件に合うプロファ
イルを検索し（１００１）、表示装置に表示する（１０
０２）。利用者は表示されたプロファイルの中から任意
のプロファイルを選択する（１００３）。プログラムは
選択されたプロファイルをプロファイルデータベースか
ら取得し（１００４）、表示装置に表示する（１００
５）。
ルデータベース利用システムにおける任意のプロファイ
ルデータの表示処理を詳細に説明したフローチャートで
ある。処理が開始されると、プログラムはプロファイル
データベースから利用者が入力した条件に合うプロファ
イルを検索し（１００１）、表示装置に表示する（１０
０２）。利用者は表示されたプロファイルの中から任意
のプロファイルを選択する（１００３）。プログラムは
選択されたプロファイルをプロファイルデータベースか
ら取得し（１００４）、表示装置に表示する（１００
５）。
【００２６】図１１は、図１、２で説明したプロファイ
ルデータベース利用システムにおける、配列間の相関図
又はマルチプルアラインメント作成処理のための配列投
入のユーザインターフェースのうち、メインとなるダイ
アログの一例である。利用者はまずメインダイアログ
（図１１）において、核酸などの配列ファイルをドラッ
グ＆ドロップして、ファイルウィンドウ１１０１に入力
する。次に利用者は、「プロファイルの指定」ボタン１
１０２を押してプロファイルダイアログ（図１２）を起
動する。プロファイルダイアログが起動されると、プロ
ファイルデータベース中の全プロファイルの一覧が、内
包している入力配列数の多い順に並んで表示される。各
プロファイルが内包する入力配列の数はダイアログの起
動時に計算され、「内包する入力配列数」欄１２０２に
表示される。利用者は、各プロファイルの検索対象欄１
２０１をチェックして配列間の相関解析に用いるプロフ
ァイルを指定できる。プロファイルデータベース中の全
プロファイルを用いる場合には、「すべてのプロファイ
ルを検索」ボタン１２０３を押す。
ルデータベース利用システムにおける、配列間の相関図
又はマルチプルアラインメント作成処理のための配列投
入のユーザインターフェースのうち、メインとなるダイ
アログの一例である。利用者はまずメインダイアログ
（図１１）において、核酸などの配列ファイルをドラッ
グ＆ドロップして、ファイルウィンドウ１１０１に入力
する。次に利用者は、「プロファイルの指定」ボタン１
１０２を押してプロファイルダイアログ（図１２）を起
動する。プロファイルダイアログが起動されると、プロ
ファイルデータベース中の全プロファイルの一覧が、内
包している入力配列数の多い順に並んで表示される。各
プロファイルが内包する入力配列の数はダイアログの起
動時に計算され、「内包する入力配列数」欄１２０２に
表示される。利用者は、各プロファイルの検索対象欄１
２０１をチェックして配列間の相関解析に用いるプロフ
ァイルを指定できる。プロファイルデータベース中の全
プロファイルを用いる場合には、「すべてのプロファイ
ルを検索」ボタン１２０３を押す。
【００２７】プロファイルの指定を終えた利用者は、メ
インダイアログ（図１１）に戻り、「マルチプルアライ
ンメントの表示」ボタン１１０３を押してマルチプルア
ラインメント（図４）を表示、または「配列間相関図の
表示」ボタン１１０４を押して配列間の相関を示した樹
状図（図３）を表示させることができる。プロファイル
の指定をしなかった場合には、図８の方法で適切な対象
プロファイルを決定し、マルチプルアラインメントある
いは樹状図を表示する。
インダイアログ（図１１）に戻り、「マルチプルアライ
ンメントの表示」ボタン１１０３を押してマルチプルア
ラインメント（図４）を表示、または「配列間相関図の
表示」ボタン１１０４を押して配列間の相関を示した樹
状図（図３）を表示させることができる。プロファイル
の指定をしなかった場合には、図８の方法で適切な対象
プロファイルを決定し、マルチプルアラインメントある
いは樹状図を表示する。
【００２８】図１３は、図１１、図１２で説明したプロ
ファイルデータベース利用システムにおける、配列間の
相関図又はマルチプルアラインメント作成処理のための
配列投入のユーザインターフェースの利用手順について
の説明図である。処理が開始されると、利用者からのド
ラッグ＆ドロップによる配列ファイル入力を受け付ける
（１３０１）。ファイル入力が完了した後に「プロファ
イルの指定」ボタンが押された（１３０２）場合には、
プロファイルダイアログが表示される（１３０３）。そ
の後、「マルチプルアラインメント表示」ボタンまたは
「配列間相関図の表示」ボタンが押される（１３０４）
と、指定されたプロファイルを利用して配列間相関解析
を行う（１３０５）。解析が完了すると、利用者によっ
て押されたボタンの種類を判別し（１３０６）、「マル
チプルアラインメントの表示」ボタンが押されていれば
マルチプルアラインメントを表示し（１３０７）、「配
列間相関図の表示」ボタンが押されていれば進化系統樹
を表示する（１３０９）。
ファイルデータベース利用システムにおける、配列間の
相関図又はマルチプルアラインメント作成処理のための
配列投入のユーザインターフェースの利用手順について
の説明図である。処理が開始されると、利用者からのド
ラッグ＆ドロップによる配列ファイル入力を受け付ける
（１３０１）。ファイル入力が完了した後に「プロファ
イルの指定」ボタンが押された（１３０２）場合には、
プロファイルダイアログが表示される（１３０３）。そ
の後、「マルチプルアラインメント表示」ボタンまたは
「配列間相関図の表示」ボタンが押される（１３０４）
と、指定されたプロファイルを利用して配列間相関解析
を行う（１３０５）。解析が完了すると、利用者によっ
て押されたボタンの種類を判別し（１３０６）、「マル
チプルアラインメントの表示」ボタンが押されていれば
マルチプルアラインメントを表示し（１３０７）、「配
列間相関図の表示」ボタンが押されていれば進化系統樹
を表示する（１３０９）。
【００２９】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、プロファイルデータベースに蓄えられた解析済デー
タを用いて、これまで膨大な時間がかかっていた配列間
の相関解析の結果を、高速に得る手段を提供可能であ
る。
ば、プロファイルデータベースに蓄えられた解析済デー
タを用いて、これまで膨大な時間がかかっていた配列間
の相関解析の結果を、高速に得る手段を提供可能であ
る。
【図１】本発明によるプロファイルデータベース利用シ
ステム（スタンドアロン方式）の構成例を示すブロッ
ク。
ステム（スタンドアロン方式）の構成例を示すブロッ
ク。
【図２】本発明によるプロファイルデータベース利用シ
ステム（クライアント・サーバ方式）の構成例を示すブ
ロック図。
ステム（クライアント・サーバ方式）の構成例を示すブ
ロック図。
【図３】樹状図の例を示す図。
【図４】マルチプルアラインメントの一例を示す図。
【図５】プロファイルデータの例を示す図。
【図６】プロファイルデータベースで使用するテーブル
の定義を示す図。
の定義を示す図。
【図７】プロファイルデータベースのデータ例を示す
図。
図。
【図８】相関図又はマルチプルアラインメント作成処理
を説明したフローチャート。
を説明したフローチャート。
【図９】対象プロファイル決定の説明図。
【図１０】プロファイルデータの表示処理を説明したフ
ローチャート。
ローチャート。
【図１１】配列投入のユーザインターフェース（メイン
ダイアログ）の例を示す図。
ダイアログ）の例を示す図。
【図１２】配列投入のユーザインターフェース（プロフ
ァイルダイアログ）の例を示す図。
ァイルダイアログ）の例を示す図。
【図１３】配列投入のユーザインターフェース利用手順
を示す図。
を示す図。
１０１…プロファイルデータベース利用システム（スタ
ンドアロン方式）、１０２…処理装置、１０３…プロフ
ァイルデータベース、１０４…表示装置、１０５…キー
ボード、１０６…マウス、２０１…データベース処理装
置、２０２…処理装置、２０３…プロファイルデータベ
ース、２０４…通信回線、２０５…データ入出力処理装
置、２０６…処理装置、２０７…表示装置、２０８…キ
ーボード、２０９…マウス、３０１…配列名、４０１…
マルチプルアラインメント概要図、４０２…アラインメ
ント配列、４０３…全配列が一致した部分、４０４…配
列の一致率が一定以上の部分、５０１…プロファイルデ
ータ、５０２…配列名及び配列ID、５０３…アラインメ
ント配列、５０４…相関解析結果、６０１…プロファイ
ルテーブル、６０２…配列メンバテーブル、６０３…配
列テーブル、６０４…プロファイル解析条件ファイル、
９０１…入力された配列のID、９０２…プロファイルデ
ータベース中のプロファイルデータのID
ンドアロン方式）、１０２…処理装置、１０３…プロフ
ァイルデータベース、１０４…表示装置、１０５…キー
ボード、１０６…マウス、２０１…データベース処理装
置、２０２…処理装置、２０３…プロファイルデータベ
ース、２０４…通信回線、２０５…データ入出力処理装
置、２０６…処理装置、２０７…表示装置、２０８…キ
ーボード、２０９…マウス、３０１…配列名、４０１…
マルチプルアラインメント概要図、４０２…アラインメ
ント配列、４０３…全配列が一致した部分、４０４…配
列の一致率が一定以上の部分、５０１…プロファイルデ
ータ、５０２…配列名及び配列ID、５０３…アラインメ
ント配列、５０４…相関解析結果、６０１…プロファイ
ルテーブル、６０２…配列メンバテーブル、６０３…配
列テーブル、６０４…プロファイル解析条件ファイル、
９０１…入力された配列のID、９０２…プロファイルデ
ータベース中のプロファイルデータのID
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武藤 勇 神奈川県横浜市中区尾上町６丁目81番地 日立ソフトウエアエンジニアリング株式会 社内 (72)発明者 山下 巌 神奈川県横浜市中区尾上町６丁目81番地 日立ソフトウエアエンジニアリング株式会 社内 (72)発明者 田村 卓郎 神奈川県横浜市中区尾上町６丁目81番地 日立ソフトウエアエンジニアリング株式会 社内 Ｆターム(参考） 4B024 AA11 CA01 CA11 HA19 4B063 QA01 QA18 QQ42 QQ52 QR90 QS39 5B075 ND20 ND34 UU18
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の生体高分子の配列をマルチプルア
ライメント及び／又は進化系統解析した結果のプロファ
イルを、各プロファイルのＩＤと名称とプロファイルデ
ータとを対応付けて格納したプロファイルテーブルと、
各プロファイルのＩＤとプロファイル解析条件とを対応
付けて格納したプロファイル解析条件テーブルと、プロ
ファイルのＩＤと配列ＩＤとを対応付けて格納した配列
メンバテーブルと、各配列の配列ＩＤと配列名と配列と
を対応付けて格納した配列テーブルとによって蓄積した
ことを特徴とするプロファイルデータベース。 - 【請求項２】 複数の生体高分子の配列に対してマルチ
プルアライメント作成及び／又は進化系統解析するプロ
ファイル作成方法において、 プロファイル作成の対象となる複数の配列を入力するス
テップと、 複数の配列群に対してマルチプルアライメント解析や進
化系統解析した結果を各配列群に対するプロファイルと
して蓄積したプロファイルデータベースを検索し、入力
された配列を最も多く含む配列群に対するプロファイル
を検索するステップと、 入力された複数の配列と検索されたプロファイルが対象
としている配列群との和集合に対してマルチプルアライ
メント作成及び／又は進化系統解析を行うステップとを
含むことを特徴とするプロファイル作成方法。 - 【請求項３】 請求項２記載のプロファイル作成方法に
おいて、前記入力された複数の配列と検索されたプロフ
ァイルが対象としている配列群との和集合に対してマル
チプルアライメント作成及び／又は進化系統解析を行っ
た結果を新たなプロファイルとして前記プロファイルデ
ータベースに登録するステップを更に含むことを特徴と
するプロファイル作成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001168230A JP2002358309A (ja) | 2001-06-04 | 2001-06-04 | プロファイルデータベース及びプロファイル作成方法 |
| US10/155,631 US7599801B2 (en) | 2001-06-04 | 2002-05-23 | Profile database and method for preparing profile |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001168230A JP2002358309A (ja) | 2001-06-04 | 2001-06-04 | プロファイルデータベース及びプロファイル作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002358309A true JP2002358309A (ja) | 2002-12-13 |
Family
ID=19010488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001168230A Pending JP2002358309A (ja) | 2001-06-04 | 2001-06-04 | プロファイルデータベース及びプロファイル作成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7599801B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002358309A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004059557A1 (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-15 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | タンパク質立体構造予測システム |
| JP2005259088A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Kousaku Ookubo | 注目する情報を知識集積物との関係で可視的に処理するためのシステム及びそのためのコンピュータソフトウエアプログラム製品 |
| JP2006023572A (ja) * | 2004-07-08 | 2006-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | 対話装置 |
| JP2007207113A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Hitachi Software Eng Co Ltd | 系統樹表示システム |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7930197B2 (en) * | 2006-09-28 | 2011-04-19 | Microsoft Corporation | Personal data mining |
| WO2008053669A1 (fr) * | 2006-11-01 | 2008-05-08 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Système d'entrée/sortie de données, procédé de commande du système d'entrée/sortie de données, et appareil de commande |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU3078400A (en) | 1999-01-25 | 2000-08-07 | Institute Of Medicinal Molecular Design. Inc. | Describing and storing method of alignment information |
| GB0006153D0 (en) * | 2000-03-14 | 2000-05-03 | Inpharmatica Ltd | Database |
-
2001
- 2001-06-04 JP JP2001168230A patent/JP2002358309A/ja active Pending
-
2002
- 2002-05-23 US US10/155,631 patent/US7599801B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004059557A1 (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-15 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | タンパク質立体構造予測システム |
| GB2411655A (en) * | 2002-12-26 | 2005-09-07 | Nat Inst Of Advanced Ind Scien | System for predicting three-dimensional structure of protein |
| US7243051B2 (en) | 2002-12-26 | 2007-07-10 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | System for predicting three-dimensional structure of protein |
| JP2005259088A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Kousaku Ookubo | 注目する情報を知識集積物との関係で可視的に処理するためのシステム及びそのためのコンピュータソフトウエアプログラム製品 |
| JP2006023572A (ja) * | 2004-07-08 | 2006-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | 対話装置 |
| JP4684583B2 (ja) * | 2004-07-08 | 2011-05-18 | 三菱電機株式会社 | 対話装置 |
| JP2007207113A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Hitachi Software Eng Co Ltd | 系統樹表示システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020184201A1 (en) | 2002-12-05 |
| US7599801B2 (en) | 2009-10-06 |
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Legal Events
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