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計算理論に基づくGenome Rearrangementに関する研究

Research Project

Project/Area Number 09272221
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionThe University of Aizu

Principal Investigator

GU Qian Ping  会津大学, コンピュータ理工学部, 助教授 (20254039)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) CHEN Qi Ming  会津大学, コンピュータ理工学部, 助教授
PENG Shietun  会津大学, コンピュータ理工学部, 助教授
Project Period (FY) 1997
Project Status Completed (Fiscal Year 1997)
Budget Amount *help
¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 1997: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsゲノム解析 / 計算論 / アルゴリズム / 近似アルゴリズム / Permutation sorting / 下界と上界
Research Abstract

ゲノムをグローバルに解析する方法として、二つのゲノムに同じ遺伝子が現れる順序を比較する手法(Genome Rearrangements)が非常に有効であることが知られている。一つのゲノムの遺伝子を1,2,…,nで番号を付けると、もう一つのゲノムの遺伝子の並ぶ順序はI=(12…n)の置換π(permutation)となる。二つのゲノムの遺伝子の並ぶ順序の違いを調べるには、πとIの違いを計算すればよい。具体的に、二つのゲノムが共通の祖先から進化する過程で遺伝子の並ぶ順序の特定の変化(rearranement)(最近この順序の変化がゲノムの進化において非常に重要であることが認職されている)が何回あったかを調べるには、πを何回のrearrangementsでIに直せるかを計算すればよい。本研究はrearrangementsでπをIに直す最小回数d(π)の計算方法を求める。しかしd(π)の計算問題の多くは計算困難であり、現実的な計算時間でその正確な値を求めることは期待できない。そこでd(π)の下界l(π)(l(π)【less than or equal】d(π))と、d(π)の上界u(π)(d(π)【less than or equal】u(π))を計算するアルゴリズムを求める。具体的には、(1)πをIにsortするために必要なrearrangementsの回数の下界l(π)の求め方を与えた。(2)πをIに2l(π)rearrangementsの回数が2l(π)以下でsortするアルゴリズムを開発した。このアルゴリズムはすべてのπに対して、rearrangementsの回数が2l(π)以下でπをIにsortする。これによってl(π)【less than or equal】d(π)【less than or equal】2l(π)が導かれる。(3)πをより正確な回数でsortするためのheuristicを開発し、(2)で与えたアルゴリズムを改良した。このheuristicアルゴリズムはすべてのπに対してrearrangementsの回数が2l(π)以下でπをIにsortするが、ランダムに生成される符号付きの置換πに対してl(π)+c回(c小さい定数)のrearrangementsでπをIにsortする。これによってl(π)【less than or equal】

Report

(1 results)
  • 1997 Annual Research Report
  • Research Products

    (1 results)

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All Publications (1 results)

  • [Publications] Q.P.Gu,S.Peng,H.Sudborough: "A2-approximation algorithm for genome rearrangements" Theoretical Computer Science. (to appear).

    • Related Report
      1997 Annual Research Report

URL: 

Published: 1997-04-01   Modified: 2016-04-21  

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