基礎と実習 バイオインフォマティクス まえがき iii
まえがき
まえがき
まえがき
まえがき
２００３年４月，ヒトゲノムの配列解読が日本を含む国際協力による研究成果として報告され，哺 乳動物，植物などの真核生物ゲノムの解析が急速に進んでいる．生命科学はゲノム情報を初めとする 各種情報を基盤として，２１世紀の飛躍に向けて新しいステップを踏み出した．ゲノム情報などのデ ータとコンピュータ，さらにそれを自在に使いこなす科学者・技術者の存在なしに，生命科学の研究 や技術開発を進めることはできない時代になった． バイオインフォマティクスは生物科学の一分野である．情報科学の生物科学への単なる応用ではな く，生物学上の重要な問題を解決するために，常に発展を迫られている．この点は科学研究の多くの 分野と同様である．しかし，バイオインフォマティクの中ですでに確立した一部分を，テクノロジー と見なすこともできる．本書では，テクノロジーの側面も解説しているが，むしろ，バイオインフォ マティクスが研究のどのような場面で必要となり，研究の進展に直結するかを，具体的に提示するこ とを目的にしている．したがって，ゲノムの配列情報はもとより，生命のダイナミズムを構成するタ ンパク質の機能予測，人工デザイン，相互作用予測にも手を広げている． 本書の主な内容をかいつまんで紹介する．第１章「UNIX・プログラミング基礎」ではバイオインフ ォマティクスへの出発，第２章「ゲノム配列解析」では配列決定にはじまり，遺伝子予測，相同性検 索などのソフトウェアの使い方，第３章「類似性によらない機能予測」では未解決の問題の整理と解 決への方向を示し，膜タンパク質予測システム SOSUI による解析実習を行い，第４章「タンパク質の 進化とデザイン」では，タンパク質の進化をさぐるための分子系統樹推定法のあらましと，この推定 法の実践的な側面として，タンパク質の機能をデザインするための利用法の紹介，第５章「ホモロジ ーモデリングと機能予測」では，タンパク質の立体構造をモデリングすることで可能になる機能予測 の具体例を実習し，第６章「データベースの構築と活用」ではデータベースの作り方と活用法を学び， 第７章「タンパク質の物理化学」では，相互作用を扱うための基礎となるエネルギー極小化，分子動 力学計算などの実際，第８章「タンパク質相互作用の解析・予測」では，タンパク質間相互作用の計 算の原理を学び，付録のオリジナルソフトウェアを使用して相互作用予測の実習を行う． 本書の特色として次の３点があげられる． （１）タイトルの「基礎と実習」の２部構成にしてある． （２）実習はすべてインターネット上のデータベースやフリーソフトおよび添付 CD-ROM に収録のソフ トと実習用データを使って，家庭のパソコンで実行できることを，執筆者でも編集者でもない 第三者が確認した．基礎と実習 バイオインフォマティクス まえがき iv （３）バイオインフォマティクスを最先端の生物学研究にどのように使うのか？具体例を示すことに 努めた． ２００３年度の経済産業省プロジェクト「バイオインフォマティクス技術者育成プログラム」に， 開学初年度の長浜バイオ大学が採択され，学部卒以上の社会人を対象に，集中型の講義と実習を実施 した．この人材育成用にテキストを作成した．それが，この単行本の原型である．それに改訂を加え て本書ができ上がった． 編者らの所属する長浜バイオ大学バイオサイエンス学部では，１回生前期から３回生前期まで，生 命情報科学の実習が全員の必修科目となっている．２回生後期および３回生前期での生命情報系の実 習では，本書を教科書として使用する予定である． ちょうど本書が出版される頃，日本で初めてバイオインフォマティクスの技術者検定が実施される （http://www.jbic.or.jp/bicert/）．バイオインフォマティクスを学ぶ者にとって資格の獲得は，自 分が身に付けた技術を客観的に評価できるまたとない好機である． 本書の特徴である実習部分の動作を確認するに際して，中原 拓（北大），平島義紀（名大），辻 敏 之（名大），朝川直行（名大），塩生真史（横浜市大），土方敦司（理研）諸氏には，自分の執筆担当部 分を外して，本書の内容の実習部分を自宅のパソコンで丁寧に検証していただいた．本書の執筆にあ たり，共立出版編集部の信沢孝一さんに，最初から最後まで，大変お世話になり，あたたかく励まし ていただいた．心からお礼申し上げたい． ２００４年９月 長浜バイオ大学バイオサイエンス学部 郷 通子 高橋 健一
