知識を用いた蛋白質配列解析システムの試み

概要

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蛋白質の相同性解析の技術であるマルチブル・アライメントは白質の機能・構造予測、生物種の進化系統樹の作成の際に欠かせない技術である。従来は、複数本の蛋白質配列のマルチプル・アライメントは、生物学者が経験と勘を頼りに行ってきた。しかし、蛋白質配列の決定技術が著しく進歩したために、アライメントするべき蛋白質配列のみではなく、アライメントの回数も増えてきた。このため、計算機を用いたマルチプル・アライメントが導入されつつある。現在まで多くのマルチブル・アライメントのアルゴリズムが開発されてきている。これらは、アライメントに対して定義された評価値を最適化することを目的とするものである。配列の本数が少ない時(2or3)には上記の計算機的に最適なアライメントを求めることができる[Needleman and Wunsch 1978;Murata1985]。それ以上の本数の場合にも理論的には最適なアライメントを求めることができるが、計算量が膨大であるので、実際には準最適なアライメントを求めるアルゴリズムが用いられる[Barton 1990;Berger and Manson 1991]。しかしながら、上記のアルゴリズムが導き出すアライメントは認生物学的に意味のあるアライメントでは必ずしもない。我々は、原点に戻り、生物学的に意味のあるアライメントとは何かを考えた。そして、アライメントの専門家にインタービューし、どのようなアライメントを良いアライメントであると見なしているかを把渥し、また、彼らがアライメントを行う時に意識、無意識に用いているルール、知識を抽出した。そして、これらを解析した結果を反映したマルチプル。アライメントシステムを試作した。以下、計算機的に最適なアライメントが、生物学的に意味のあるアライメントではない例を示す。そして、我々のマルチプル・アライメントシステムを紹介し、このアライメントシステムが生物学的に意味のあるアライメントを作成することを示す。なお、このシステムの詳しい内容については[Hirosawa1992]を参照していただきたい。
一般社団法人情報処理学会の論文
1992-09-28

知識を用いた蛋白質配列解析システムの試み

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