隠れマルコフモデルと遺伝的アルゴリズムによるDNA配列のシグナルパターン抽出
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概要
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我々は,DNA配列群からシグナルパターンを自動的に抽出する手法を開発した.本手法では,シグナルパターンを確率論的モデルである隠れマルコフモデル(HMM)によって表現している.HMMは,状態を表すノードとそれらを結合する有向パスで構成されるネットワークとして記述される.HMMをシグナルパターンの表現方法として用いる場合,以下の2点が重要な課題となる.(1)最も好ましいネットワークトポロジーの決定,(2)HMMに関連するパラメータの最適化.本手法は,遺伝的アルゴリズム(GA)とBaum-Welchアルゴリズム(BWA)で構成される.手法のプロシジャは以下のとおりである.(1)GAによるネットワークトポロジーと初期パラメータ値の生成,(2)BWAによるパラメータ値の最適化,(3)GAによるネットワークトポロジーと最適化されたパラメータ値の評価.評価には,モデルの適合度と複雑性の釣合基準を与える赤池情報量基準(AIC)を適用した.以上のプロシジャを繰り返すことによって,DNA配列群に含まれるシグナルパターンを最も良好に表現するHMMネットワークのトポロジーとパラメータ値が得られる.我々は,本手法を霊長類プロモータ領域に関するシグナルパターンの抽出に適用した.本手法により生成されたHMMは,生物学的に知られている複数のシグナル配列を含んでいた.さらに,このHMMを用いてプロモータ領域の予測を行った結果,84.3%の精度でプロモータ領域を認識することが確かめられた.この値は,本手法で生成されたHMMがプロモータ領域のシグナルパターンを良好に表現していることを示している.
- 一般社団法人情報処理学会の論文
- 1996-06-15
著者
-
石川 幹人
松下電器産業(株)東京研究所
-
浅井 潔
電子技術総合研究所, 知能情報部
-
石川 幹人
松下通信
-
石川 幹人
松下電器産業(株)マルチメデイアシステム研究所
-
田中 秀俊
三菱電機株式会社情報技術総合研究所
-
石川 幹人
松下電器産業株式会社
-
矢田 哲士
日本科学技術情報センター
-
浅井 潔
電子技術総合研究所・遺伝子情報グループ
-
田中 秀俊
三菱電機
-
田中 秀俊
三菱電機株式会社
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