バイオインフォマティクス実習 資料 (清水謙多郎)

以下の資料は、平成20年度以前の「バイオインフォマティクス実習」の資料です。
最新版の「バイオインフォマティクス実習」の資料は、こちらにアップしています。
詳しい内容は、講義のスライド資料をご覧下さい。

生物データベース概論

遺伝子情報やタンパク質の配列・構造に関する情報は日々蓄積され、巨大なデータベースが形成され、インターネットを介して公開されている。これからの学習、研究において、こうしたデータベースを利用する機会は多いはずである。また一方で、コンピュータにより、こうした膨大なデータを処理して、有用な情報を引き出し、それを用いて、例えば、タンパク質の構造や機能の予測・解析に利用する研究が 進められている。とくに、生物学では、生物という複雑な対象を扱うのに、蓄積されたデータの中から知識や経験則を見いだすこと が多く、データベースがそのための主要な役割を果たしている。この実習では、生物学でよく用いられるデータベースの概要 と簡単な利用法、さらに、基本的な解析手法とその利用法について学ぶ。

文献情報検索

PubMedの検索について実習し、検索条件の絞り込み方、統制語彙について学ぶ。また、Google Scholarについても触れる。

ホモロジー検索と遺伝子発見

GenBankを用いたホモロジー検索から、GenScanを用いた遺伝子発見、その結果とGenBankやゲノムプロジェクトのデータベースとの比較について実習する。ホモロジー検索や遺伝子発見の手法については、「バイオインフォマティクス実習」のスライド資料を参照のこと。

KEGGの利用法の基礎

ゲノムネットのKEGGを用いて、代謝パスウェイの階層を概観し、代謝パスウェイの生物種間の比較、遺伝子の検索などを行う。

タンパク質の配列から機能を予測する

タンパク質の機能をアミノ酸配列から調べる方法として、モチーフ、ドメイン検索、細胞内局在部位予測、各種シグナル予測、膜貫通ヘリックス予測があり、多数のデータベース、ツールを用いて実習を行う。また、Clustal Wと進化系統樹の作成の実習も行う。実習の詳しい手順は、「バイオインフォマティクス実習」のスライド資料を参照のこと。

Rを用いた統計データ処理

Rパッケージを用いた統計処理の基礎を実習し、とくにマイクロアレイのデータ解析を行う。

タンパク質構造のバイオインフォマティクス

タンパク質構造データベースPDBとその検索、タンパク質の構造比較・構造分類、さらに構造予測の実習を行う。実習の詳しい手順は、「バイオインフォマティクス実習」のスライド資料を参照のこと。構造予測は、ホモロジーモデリングの代表的なツールであるModellerを用いて、構造予測の実習を行い、PSI-BLASTのプロファイルの利用、フォールド認識ツールFUGUEの利用法についても学び、アラインメントによる構造予測の精度の向上について考えるもの。Verify3Dを用いたモデル構造評価についても実習を行う。さらに、マルチドメインのタンパク質の扱いについても触れ、中級レベルの技術まで習得することを目指す。一部、BIRDのゲノムリテラシー講座の内容と重複。

上記の内容は、平成11年度に農学部 生命化学・工学実習で作成したのが最初のきっかけで、その後、東京大学アグリバイオインフォマティクス人材養成プログラムの「バイオインフォマティクスリテラシーI」(大学院講義・実習)や中央大学の「バイオインフォマティクス特論」などで拡充したものです。 講義資料の旧版はこちら

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