1996 Fiscal Year Annual Research Report

最尤系統樹探索法の研究

Research Project

Project/Area Number	08680339
Research Institution	The Institute of Statistical Mathematics
Principal Investigator	長谷川政美統計数理研究所, 予測制御研究系, 教授 (60011657)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	橋本哲男統計数理研究所, 統計教育情報センター, 助教授 (50208451)
Keywords	最尤系統樹 / トポロジー探索 / DNA / 蛋白質 / 配列データ / 分子系統樹
Research Abstract	最尤法による分子系統樹推定法を、生物学の実際問題に適用する際に一番問題になる点は、分子進化過程に関する現実的なモデル化と、膨大な数の可能な系統樹トポロジーの中から尤度最大のトポロジーをいかにして探し出すかという2つである。本研究では、2番目の問題を扱って、実用的な最尤系統樹推定法を開発した。最尤系統樹探索には、2つのやり方を併用することにした。1つは、時間のかかる尤度計算をすべてのトポロジーについて完全に行うのではなく、簡便に計算できる近似尤度によってあらかじめスクリーニングをかけておく方法がある。これにより、10個のグループの間の系統関係を推定する問題ならば、可能なトポロジーおよそ200万通りについて近似尤度の比較から見込みのないトポロジーをあらかじめ取り除いておき、ある程度見込みのありそうな上位1,000個あるいは10,000個のトポロジーについてfullの最尤法で比較検討する。これにより最尤法で扱える分子系統学的問題が大幅に拡大した。しかしながら、これ以上組み合わせが増えると、近似尤度法でも扱うことが困難になってくる。その場合には、ヒューリスティックな方法に頼らざるを得ない。われわれは、近隣結合法や最節約法など簡便な方法によってあらかじめ得られている系統樹のトポロジーの近傍について、局所的再配置によってより尤度の高いトポロジーを探索する方法を用いることを提案した。ドイツのStrimmerとvon Haeselerは、Quartet Puzzlingという別のヒューリスティックな方法を提唱しているが、われわれの方法は、それよりもはるかに効率よく最尤系統樹を探し当てることができることを示した。

Research Products

(12 results)

All Other

All Publications (12 results)

[Publications] Cao,Y.,Okada,N.,Hasegawa,M.: "Phylogenetic position of guinea-pigs revisited" Mol.Biol.Evol.(印刷中). (1997)
[Publications] Hasegawa,M.,Adachi,J.,etal.: "Novel phylogeny of whales supported by total molecular evidence." J,Mol,Evol.(印刷中). (1997)
[Publications] Aoshima,M.,Hasegawa,M.,etal.: "Cloning and seguencing of a gene encoding 16S ribosomal RNA from a novel hyperthemophilic archaebacterium NC12." Gene,. (印刷中). (1996)
[Publications] Hasegawa,M.,Fitch,W.M: "Dating the cenancestor of organisms" Science. 274. 1750-1750 (1996)
[Publications] Milinkovitch,M,C.,Hasegawa,M.,etal: "Effects of character weighting and species sampling on phylogeny reconstruction : a case" Genetics. 144. 1817-1833 (1996)
[Publications] Kamaishi,T.,Hasegawa,M.,etal.: "Complete nucleotide sequences of the gene encoding translation elongation factors 1alpha and 2 from a microsporidian parasite,Glugea plecoglossi : implications for the deopest branching of eukaryotes." J,Biochem. 120. 1095-1103 (1996)
[Publications] Hashimoto,T.,Hasegawa,M: "Origin and early evolution of eukaryotes inferred from the amino acidsequences of translation elongation factors 1alpha / Tu and 2/G." Adv,Biophy. 32. 73-120 (1996)
[Publications] Adachi,J.,Hasegawa,M.: "MOLPHY Version 2.3 : Programs for Molecular Phylogenetics Based on Maximun Likelihood." Computer Science Monographs.28. 1-150 (1996)
[Publications] Kamaishi,T.,Hasegawa,M.,etal.: "Protein phylogeny of EF-1alpha suggests microsporidians are extremelyancient eukaryotes." J,Mol,Evol.,. 42. 257-263 (1996)
[Publications] Hasegawa,M.,Adachi,J: "Phylogenetic postion of cetaceans relative to artiodactyls : Reanalysis of mitochondrial and nuclear sequences." Mol.Biol.Evol.13. 710-717 (1996)
[Publications] Adachi,J.,Hasegawa,M: "Model of amino acid substitution in proteins encoded by mitochondrial DNA." J,Mol.Evol.42. 459-468 (1996)
[Publications] Nakamura,Y.,Hasegawa,M.,etal.: "Phylogenetic place of kinetoplastid protozoa inferred from protein phylogenies of elongation factors 1alpha and 2." J,Biochem,. 119. 70-79 (1996)

1996 Fiscal Year Annual Research Report

最尤系統樹探索法の研究

Principal Investigator

長谷川 政美 統計数理研究所, 予測制御研究系, 教授 (60011657)

Research Products

[Publications] Cao,Y.,Okada,N.,Hasegawa,M.: "Phylogenetic position of guinea-pigs revisited" Mol.Biol.Evol.(印刷中). (1997)

[Publications] Hasegawa,M.,Adachi,J.,etal.: "Novel phylogeny of whales supported by total molecular evidence." J,Mol,Evol.(印刷中). (1997)

[Publications] Aoshima,M.,Hasegawa,M.,etal.: "Cloning and seguencing of a gene encoding 16S ribosomal RNA from a novel hyperthemophilic archaebacterium NC12." Gene,. (印刷中). (1996)

[Publications] Hasegawa,M.,Fitch,W.M: "Dating the cenancestor of organisms" Science. 274. 1750-1750 (1996)

[Publications] Milinkovitch,M,C.,Hasegawa,M.,etal: "Effects of character weighting and species sampling on phylogeny reconstruction : a case" Genetics. 144. 1817-1833 (1996)

[Publications] Kamaishi,T.,Hasegawa,M.,etal.: "Complete nucleotide sequences of the gene encoding translation elongation factors 1alpha and 2 from a microsporidian parasite,Glugea plecoglossi : implications for the deopest branching of eukaryotes." J,Biochem. 120. 1095-1103 (1996)

[Publications] Hashimoto,T.,Hasegawa,M: "Origin and early evolution of eukaryotes inferred from the amino acidsequences of translation elongation factors 1alpha / Tu and 2/G." Adv,Biophy. 32. 73-120 (1996)

[Publications] Adachi,J.,Hasegawa,M.: "MOLPHY Version 2.3 : Programs for Molecular Phylogenetics Based on Maximun Likelihood." Computer Science Monographs.28. 1-150 (1996)

[Publications] Kamaishi,T.,Hasegawa,M.,etal.: "Protein phylogeny of EF-1alpha suggests microsporidians are extremelyancient eukaryotes." J,Mol,Evol.,. 42. 257-263 (1996)

[Publications] Hasegawa,M.,Adachi,J: "Phylogenetic postion of cetaceans relative to artiodactyls : Reanalysis of mitochondrial and nuclear sequences." Mol.Biol.Evol.13. 710-717 (1996)

[Publications] Adachi,J.,Hasegawa,M: "Model of amino acid substitution in proteins encoded by mitochondrial DNA." J,Mol.Evol.42. 459-468 (1996)

[Publications] Nakamura,Y.,Hasegawa,M.,etal.: "Phylogenetic place of kinetoplastid protozoa inferred from protein phylogenies of elongation factors 1alpha and 2." J,Biochem,. 119. 70-79 (1996)

長谷川政美統計数理研究所, 予測制御研究系, 教授 (60011657)