| 第 1 章 分子生物学概観 1 |
| 1.1 DNA と RNA 1 |
| 1.2 セントラルドグマ 6 |
| 1.3 タンパク質 8 |
| 1.4 分子生物学とデータベース 13 |
| 文献案内 15 |
| 演習問題 16 |
| 第 2 章 配列アラインメント 17 |
| 2.1 ペアワイズアラインメント 18 |
| 2.1.1 大域アラインメント 18 |
| 2.1.2 アラインメントと編集距離 21 |
| 2.1.3 動的計画法による最適アラインメント計算 22 |
| 2.1.4 アフィンギャップスコア 28 |
| 2.2 ローカルアラインメント 31 |
| 2.3 線形領域アラインメント 34 |
| 2.4 スコア行列とアラインメントスコアの統計的評価 36 |
| 2.4.1 スコア行列の導出 36 |
| 2.4.2 アラインメントスコアの統計的評価 38 |
| 2.5 ホモロジー検索 39 |
| 2.6 マルチプルアラインメント 42 |
| 2.6.1 マルチプルアラインメントのスコア 42 |
| 2.6.2 多次元動的計画法 45 |
| 2.6.3 ツリーベース法 46 |
| 2.6.4 センタースター法 50 |
| 文献案内 53 |
| 演習問題 53 |
| 第 3 章 配列解析 54 |
| 3.1 配列モチーフ 54 |
| 3.1.1 モチーフの表現法 55 |
| 3.1.2 モチーフ抽出問題の困難性 56 |
| 3.1.2.1 ギブスサンプリングによるアラインメント 61 |
| 3.2 隠れマルコフモデル 62 |
| 3.2.1 隠れマルコフモデルの定義 63 |
| 3.2.1.1 Viterbi アルゴリズム 65 |
| 3.2.2 前向きアルゴリズムと後向きアルゴリズム 66 |
| 3.2.3 EM アルゴリズム 67 |
| 3.2.4 Baum-Welch アルゴリズム 69 |
| 3.2.5 タンパク質配列分類への適用 71 |
| 3.3 カーネル法 75 |
| 3.3.1 サポートベクターマシン 75 |
| 3.3.2 カーネル 80 |
| 3.3.3 配列分類のためのカーネル 82 |
| 3.4 ゲノム配列確定 85 |
| 3.4.1 ハイブリダイゼーションによる配列決定 85 |
| 3.4.2 最短共通拡大文字列問題 88 |
| 3.5 ゲノム再編成 94 |
| 3.5.1 逆位によるソーティング（符号なしの場合） 95 |
| 3.5.2 逆位によるソーティング（符号ありの場合） 98 |
| 文献案内 99 |
| 演習問題 100 |
| 第 4 章 進化系統樹推定 102 |
| 4.1 有根系統樹と無根系統樹 103 |
| 4.2 系統樹の個数 105 |
| 4.3 距離行列法 108 |
| 4.3.1 UPGMA 法 109 |
| 4.3.2 近隣結合法 113 |
| 4.4 最節約法 116 |
| 4.5 進化の確率モデル 120 |
| 4.5.1 Jukes-Cantor 行列 120 |
| 4.5.2 再尤法 122 |
| 4.6 系統樹の評価と比較 126 |
| 4.6.1 ブートストラップ 126 |
| 4.6.2 最大合致部分系統樹 127 |
| 文献案内 130 |
| 演習問題 131 |
| 第 5 章 高次構造解析 133 |
| 5.1 RNA 2次構造予測 134 |
| 5.1.1 RNA 2次構造 134 |
| 5.1.2 動的計画法による RNA 2次構造予測 137 |
| 5.1.3 確立文脈自由文法と RNA 2次構造予測 140 |
| 5.2 RNA 2次構造比較 141 |
| 5.2.1 RNA 2次構造と木構造 142 |
| 5.2.2 木の編集距離 142 |
| 5.2.3 編集距離の計算 145 |
| 5.3 タンパク質立体構造予測 148 |
| 5.3.1 構造予測法の分類 148 |
| 5.3.2 格子モデルにおける近似アルゴリズム 150 |
| 5.3.3 タンパク質スレッディング 155 |
| 5.3.4 プロファイルに基づくスレッディング 157 |
| 5.3.5 アミノ酸対の相互作用を考慮したスレッディング 158 |
| 5.3.5.1 問題の定式化 159 |
| 5.3.5.2 スレッディングの NP 困難性 160 |
| 5.3.6 凍結近似によるスレッディング 162 |
| 5.3.7 線形計画法に基づくスレッディング 163 |
| 5.4 タンパク質立体構造比較 166 |
| 5.4.1 最小 2 乗法による構造の重ね合わせ 167 |
| 5.4.2 立体構造アラインメント 168 |
| 文献案内 170 |
| 演習問題 171 |
| 第 6 章 ネットワーク解析 172 |
| 6.1 遺伝子発現データ解析 172 |
| 6.1.1 遺伝子発現データ 172 |
| 6.1.2 遺伝子発現データを用いた細胞分類 174 |
| 6.2 遺伝子ネットワーク 176 |
| 6.2.1 プーリアンネットワーク 176 |
| 6.2.2 ベイジアンネットワーク 183 |
| 6.2.3 微分方程式系 186 |
| 6.3 タンパク質相互作用推定 187 |
| 6.4 ネットワーク構造解析 189 |
| 6.4.1 スモールワールド 190 |
| 6.4.2 スケールフリーネットワーク 191 |
| 6.4.3 スケールフリーネットワークの構成法 194 |
| 6.4.4 ネットワークモチーフ 200 |
| 文献案内 201 |
| 演習問題 202 |
| 参考文献 203 |
| 索引 218 |
