(18)最尤法を用いた分子進化系統樹作成プログラムDeepforest

研究テーマ、研究代表者：

(1)研究テーマ

(2)研究代表者(氏名、所属、役職)

報告項目

(1) 研究の目的

(2) 研究の進捗状況

        ■：済 
        □：予定

　　　　1998年　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1999年
　　　　７　　　８　　　９　　　10　　　11　　　12　　　１　　　２
        ＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋
　　　　＜■■■新規モジュールの整備■■□＞
　　　　＜■■■■■操作説明書の整備■■■■□□□□□□□□＞
　　　　　　　　　　　　　＜■■■■■■例題集の整備□□□□□＞

新規モジュールの整備

操作説明書の整備

例題集の整備

(3) 現在までの主な成果

(a) 新規モジュール一覧

主な新規モジュールのみを示す。

pml

このモジュールは述語pml/5を含む。pml/5の実体はprotml ver.2.2(Adachi and Hasewagwa, 1996)から流用したいくつかの関数 にデータを渡し、その結果を受け取ってKL1/KLICのデータに変換する ものである。最尤推定エンジン部分がすべてCで記述されているため 高速な計算が期待できる。またprotml ver.2.2にはなかったTreeの構 造体をメモリ空間から開放する関数free_treeを追加してあるために、 任意個の最尤推定エンジンをひとつのプロセスから呼び出すことがで きる。
protmlから流用したプログラムは以下の通り(ヘッダ・ファイルを除く)

        getseq.c seqproc.c mltree.c altree.c qltree.c sltree.c
        njtree.c njmtree.c prtree.c pstree.c matrixut.c mygetopt.c
        protml.c protproc.c dyhfjtt.c mtrev24.c tranprb.c distan.c
        mlklhd.c

threetree

述語threetree/4は新しい系統樹作成法であるthreetree法(OOta, 1998)を実装したもの。並列論理型言語実行時のメモリ消費量を押え るため、同期をとるための工夫がしてある。この方法は最小進化原理 を用いない点に特徴がある。

sim

様々な系統樹作成法のシミュレーションを行うために用いるモジュー ル。述語sim/5は無限長の疑似乱数のリストを与えると祖先配列から ある樹形に沿った進化をシミュレートし、その結果生成された現存配 列データと使われなかった疑似乱数のリストを返す。樹形は二分木で ある必要はなく、任意の節で多分岐していてもかまわない。
その他以下のモジュールについて変更を加えた。

        nj              The neighbor joining method.
        ancestor        Inference of ancestral sequences.
        dismat          Computation and operation of distance matrix.
        format          Formatting sequence data file.
        list            Operation of list data.
        otermio         Input/Output of prolog-like terms.
        simn            Simulation (for nucleotides).
        string          Operation of strings.
        seq             Operation of sequence data (1).
        seq2            Operation of sequence data (2).
        tree            Operation of tree structure data.
        probability     Computation of probability.

(b) 既存のモジュールへの述語の追加

主な追加述語のみを示す。

tree tree/6

述語tree/6は系統樹作成プログラムの標準フォーマットであるニュー ハンプシャー・フォーマットを論理型言語で扱いやすいよう

        tree(Node, Branch_Lengths, Subtrees)

というファンクタに変換する。ただし現在のバージョンは Branch_Lengthに整数値しか与えることができない。

seq conv_seq/2

配列の集合をサイトの集合に変換する。もしくはある行列の行と列を 入れ換える。

seq get_symbol/2

ニューハンプシャー・フォーマットで与えられた文字列から最初に現 われるシンボル(メタキャラクタ)、OTU、枝の長さのいずれかを取り 出す。

(c) 新規アプリケーションの開発

super

複数の遺伝子系統樹を重ね合わせることにより組織の進化を推定する。

tdistance

モデル系統樹と推定された系統樹を比較し、その統計情報を出力する。

sim_threetree

新しい系統樹作成法であるthreetree法の正当性を確認するための シミュレーション・プログラム。

sim_dismat

シミュレーションによって生成されたOTUの配列とその距離行列を出力する。 これを使って任意の距離行列法に属する系統樹作成法の正当性を 調べることができる。

(4) 今年度目標成果ソフトウェアイメージ