GeneWebⅢ利用の手引き

2011/8/10

大阪大学微生物病研究所附属遺伝情報実験センター

目次
１．Geneweb Ⅲ を利用するためには ..................................................................... 1
１．１

ブラウザソフトについて ...................................................................................... 1

１．２

Java2 プラグインのインストール ........................................................................ 2

１．３

コピー＆ペーストを許可する設定方法............................................................... 3

２．起動方法 ......................................................................................................... 6
３. 画面説明 ......................................................................................................... 7
３．１

メインウィンドウ .................................................................................................. 7

３．２

メニュー ............................................................................................................ 9４．基本機能 ....................................................................................................... 12
４．１

Length，Undo，Clear 機能........................................................................... 12

４．２

データフォーマット変換機能 ........................................................................... 13

４．３

データ文字変換機能 ...................................................................................... 14

４．４

キーワード検索機能........................................................................................ 15

５．核酸配列データ解析 ....................................................................................... 16５．１

系統樹作成機能 ............................................................................................. 16

５．２

ホモロジーマトリックス作成機能 ....................................................................... 19５．３

相違度計算機能 ............................................................................................. 21５．４

２次構造予測機能 .......................................................................................... 23５．５

核酸配列マルチプルアライメント機能 .............................................................. 25

５．６

含量計算機能 ................................................................................................ 27

５．７

相同性検索機能(インタラクティブ処理) ........................................................... 29

５．８

相同性検索機能(バッチ処理) ......................................................................... 36

５．９

Splice 機能 .................................................................................................... 39

５．１０

Codon 含有率計算機能 ............................................................................... 41

５．１１

ヌクレオチド翻訳機能 ................................................................................... 43

５．１２Open Reading Frame 検索機能 ............................................................. 46

５．１３

制限酵素地図作成機能 ............................................................................... 49

５．１４

ゲノムマッピング機能 .................................................................................... 52

６．アミノ酸配列データ解析 ................................................................................... 56６．１

系統樹作成機能 ............................................................................................. 56

６．２

ホモロジーマトリックス作成機能 ....................................................................... 59

６．３

相違度計算機能 ............................................................................................. 61６．４

アミノ酸配列マルチプルアライメント機能 ......................................................... 63

６．５

含量計算機能 ................................................................................................ 65

６．６

相同性検索機能(インタラクティブ処理) ........................................................... 67

６．７

相同性検索機能(バッチ処理) ......................................................................... 74

６．８

モチーフ検索機能 .......................................................................................... 77

６．９

高次構造予測機能 ......................................................................................... 78

１．Geneweb Ⅲ を利用するためには
１．１

ブラウザソフトについて

GeneWebⅢのクライアントソフトは、Web ブラウザ上で動く Java アプレットを利用しています
ので、GeneWebⅢを利用するためには、Web ブラウザ以外に特別なソフトウェアは不要です。ただしブラウザに Java プラグイン (JDK1.4.0 以上) がインストールされている必要があります。
現在動作が確認されているブラウザ (2010 年 7 月)
Windows VistaInternet Explorer 7.0
FireFox 3.6.3
Windows XPInternet Explorer 6.0
Mac OS X ver.10.4.10



Safari 2.04
UNIX Solaris10

Mozilla 1.7
Linux Debian GNU/Linux4.0

FireFox2.0.0.3！注意•ポップアップウィンドウをブロックしている場合は、解除してからご利用下さい。

•

Mac OSX をお使いで、入力エリアにコピーペーストができない場合、Safari を
1 回から数回リセットして下さい。

1

１．２

Java2 プラグインのインストール

ブラウザにJavaプラグインがインストールされていない場合は、http://java.sun.com/
からインストールして下さい。
！注意



•

JDK1.4.0 以上をインストールして下さい。

•

MacOS X には標準で Java 環境が含まれています。

•

2007 年 9 月現在の最新バージョンは、JDK6.0 です。

Windows XP/VistaInternetExplore を立ち上げ、［ツール］→［インターネットオプション］を選択後、［詳細設定］を選択し、［<applet>に JRE1.X を使用(再起動が必要)］にチェックをし、［OK］ボタンをクリックして下さい。



Mac OS X
Safari では、インストールされている Java プラグインの最新版を活用します。
JDK1.5(5.0)以上のプラグインがインストールされている場合、/アプリケーション/ユーティリティ/Java/J2SE5.0/JavaPreference をクリックして、Java 環境
設定ダイアログを立ち上げ、Java のバージョンを選択し、[保存]ボタンをクリックして下さい。

UNIX Solaris10
以下のコマンドを実行して Mozilla に Java プラグインをインストールして下さい。
%ln –s Java インストールディレクトリ/plugin/sparc/ns7/libjavaplugin_oji.so* Mozilla イン
ストールディレクトリ/plugins/

2

１．３

コピー＆ペーストを許可する設定方法

GeneWebⅢは Java アプレットを用いて作られています。Java アプレットでは、セキュリティ上の問題からアプレット内とアプレット外とのコピー＆ペーストがデフォルトでは出来ないようになりました。コピー＆ペーストを出来るようにするためには、Java のポリシーファイルでコピー＆ペー
ストを許可する設定を行う必要があります。
ここでは GeneWebⅢのメインウィンドウ、データ編集領域に配列等の入力データを貼り付けれるように、コピー＆ペーストを許可する設定方法を説明します。
この設定は各マシン、各ユーザごとに必要です。設定前に Java を最新版へ Update してください。Java の最新版は http://www.java.com/ja/download/ からダウンロード出来ます。


Windows の場合
ローカルディスク > Program files > Java > jre6 > bin > policytool

Mac OSX の場合
MacHD > ライブラリ > Java > Home > bin > policytool① policy tool をダブルクリックして「Policy Tool」画面を開き、ポリシーエントリの追加を選択します。（図 1-1）

図 1-1 Policy Tool 画面

3

② 表示された「ポリシーエントリ」画面で CodeBase に「http://www.gen-info.osaka-u.ac.jp/-」を入力し、アクセス権の追加を選択します。（図 1-2）

図 1-2 ポリシーエントリ画面③ 「アクセス権」画面で下記を選択し、了解 を選択します。（図 1-3）
アクセス権： AWTPermission
ターゲット名： accessClipboard

図 1-3 アクセス権設定画面

4

④ 完了ボタンを選択した後、「ファイル」メニューから保存を選択します。各ユーザのホームディ
レクトリの下に .java.policy を付けて保存します。例：/Users/test user/.java.policy（図 1-4）

図 1-4 アクセス権設定後のポリシーエントリ画面

ホームディレクトリがわからなければ、コマ
ンドプロンプトで確認します。

(図 1-5）<Mac の場合はターミナルで確認›
図 1-5 コマンドプロンプト⑤ 「Policy Tool」画面のポリシーファイル欄に保存先が正しく入力されていることを確認して、閉じます。（図 1-6）

⑥ インターネットブラウザを再起動します。

図 1-6 Policy Tool 設定後の画面
5

２．起動方法
GeneWebⅢを利用するためには GeneWebⅢスタート画面から起動する必要があります。
＜起動方法＞① ブラウザを起動し、下記の URL アドレスを入力すると、以下のような GeneWebⅢスター
ト画面が表示されます。(図 2-1)
http://www.gen-info.osaka-u.ac.jp/geneweb3/

図 2-1 GeneWebⅢ スタート画面② 「Start」ボタンをクリックします。別のブラウザ画面が立ち上がり、GeneWebⅢアプレットが読み込まれた作業画面が表示されます。(図 3-1)

6

３. 画面説明
３．１

メインウィンドウ

起動した直後、以下のようなメインウィンドウが表示されます。(図 3-1)
メニューバー

ステータス

ツールアイコン
機能表示バー

キーワード
モード変換バー

検索ツールバー
(4 章にて説明)

結果表示領域

データ編集領域

入力データ機能ボタン
図 3-1 メインウィンドウ

7

表示アイコン＜全体画面の説明＞
共通領域 (赤枠で囲った部分)
画面上側の部分は、メニューバー、モード変換バー、ツールアイコン、画面左側の部分
は、キーワード検索ツールバー、データ編集領域、入力データ機能ボタンからなり、常に表示されます。
データ編集領域にインターネットブラウザに表示された配列データを貼り付けることも可能です。
実行領域 (緑枠で囲った部分)
画面右側の部分は、機能表示バー、結果表示領域からなり、メニューに従って切り替
わり、解析処理のパラメータ指定と結果表示が行われます。
メニュー「System」、「Edit」、「Mode」、「Algorithm」、「Format」、「Convert」、「Search」、「Help」があります。(3.2 参照)
ステータス表示アイコン
サーバとの通信の状態を表示します。通信中はアイコンが回転します。

8

３．２

メニュー

＜System＞
Reset
Quit

起動時の状態に戻します。
サーバとの接続を切り、ウィンドウを閉じます。

Undo

編集領域の一つ前の操作を取り消します。

図 3-2-1＜Edit＞(4.1 参照)
Redo

Undo の操作を取り消します。

Copy

編集領域の選択範囲をコピーします。

Paste

編集領域の選択範囲をペーストします。

Clear

編集領域をクリアします。(4.1 参照)

Output 編集領域のデータをブラウザ画面に出力します。ブラウザ 画面にて「名前を付けて保存」を選択するなどして、変換したデータを

図 3-2-2

保存することが可能です。

＜Mode＞
Nucleic「Nucleic」モードに切り替えます。
このモードでは、塩基配列の解析を行えます。

Amino

このモードでは、アミノ酸配列の解析を行えま

図 3-2-3

選択ボックス「Amino」モードに切り替えます。
す。

アイコンボタンモード変換ツールバーの選択ボックス、またはアイコン
ボタンをクリックしても、同じようにメニューの切り替えができます。(図 3-2-4)

図 3-2-4

9

＜Alogrithm メニュー＞－Nucleic mode－＊ 詳細は、５章にてご確認ください。
５．１

系統樹作成機能

５．２

ホモロジーマトリックス作成機能

５．３

相違度計算機能

５．４

２次構造予測機能

５．５

アライメント機能

５．６

含量計算機能５．７,８ 相同性検索機能
５．９

Splice 機能

５．１０ Codon 含有率計算機能
５．１１ ヌクレオチド翻訳機能
５．１２ Open Reading Frame 検索機能
５．１３ 制限酵素地図作成機能
５．１４ ゲノムマッピング機能

図 3-2-5
5.2

5.1

5.4

5.3

＜Alogrithm メニュー＞

5.6

5.5

5.9

5.7,8

5.11

5.13

5.10

5.12

5.14

－Amino mode－＊ 詳細は、６章にてご確認ください。
６．１

系統樹作成機能

６．２

ホモロジーマトリックス作成機能

６．３

相違度計算機能

６．４

アライメント機能

６．５

含量計算機能６．６,７ 相同性検索機能
図 3-2-6
6.2

6.1

６．8

モチーフ検索機能

６．９

高次構造予測機能

6.4

6.3

10

6.6,7

6.5

6.9

6.8

＊ Format メニュー、Convert メニュー、Search メニューは 4 章にてご確認ください。
＜help メニュー＞
about ソフトウェアのバージョン情報を出力します。
(図 3-2-8)
図 3-2-7

info

現在使用しているシステムプロパティを出力します。
(図 3-2-9)

図 3-2-8 バージョン情報

図 3-2-9 システムプロパティ＜補足＞fasta 形式について
GenewebⅢでは、データフォーマット変換機能以外の処理に対する核酸(アミノ酸)配列データは、fasta 形式で入力する必要があります。
fasta 形式以外の配列データを入力する場合は、事前に fasta 形式に変換してから処理を行ってください。GenewebⅢには、各種配列フォーマットを fasta 形式に変換する機能があります。(4.2 参照)
fasta 形式は、以下のようなフォーマットです。
>AA987701(genbank-upd)← 先頭行は、“>”で始まるコメント

taaagaagtaagcctttatttccttgttttgca← ２行目以降が配列データ

tggcttcaaccttagctggggctgcagcagcac>AA987701(genbank-upd)← 複数の配列の場合は、続けて記入

taaagaagtaagcctttatttccttgttttgca
tggcttcaaccttagctggggctgcagcagcac
11

４．基本機能
４．１

Length，Undo，Clear 機能

データ編集領域を、１つ前の状態に戻したり、クリアしたり、配列の長さを計算することができます。(図 4-1-1)

①

②

③

図 4-1-1 機能ボタン＜Length＞① 「Length」ボタンをクリックすると、データ編集領域に入力された配列データの長さが以下のように別ウィンドウに表示されます。(図 4-1-2)＜Undo＞② 「Undo」ボタンをクリックすると、データ編集領域を一つ前の状態まで戻ります。
＜Clear＞③ 「Clear」ボタンをクリックすると、データ編集領域をクリアします。

図 4-1-2 配列の長さ
12

４．２

データフォーマット変換機能

入力された核酸・アミノ酸配列データのフォーマットを、指定されたフォーマットへ変換することができます。サーバ内での処理は readseq Ver. 30 Dec92 を使用しています。
(http://iubio.bio.indiana.edu/soft/molbio/readseq/classic/Readme)②① データ編集領域に、配列データを入力します。(図 4-2-1)② 「Format」メニューでフォーマットを選択①

すると、指定されたフォーマットにデータが変換されて、以下のように別ウィンドウに出力されます。(図 4-2-2)③ 変換結果ウィンドウの「Copy」ボタンをクリックすると、変換されたデータが、デー

図 4-2-1 Format 変換

タ編集領域にコピーされます。
④ 変換結果ウィンドウの「Output」ボタンをクリックすると、変換されたデータが、別のブラウザ画面に表示されます。ブラウ
ザ画面にて「名前を付けて保存」を選択するなどにより、変換したデータを保存することが可能です。

③
③

④
④

図 4-2-2 Format 変換結果

13

４．３

データ文字変換機能

入力された核酸・アミノ酸配列データに対して大文字変換、小文字変換、Reverse、相補鎖等の変換を行うことができます。
②① デ ー タ 編 集 領 域 に 、 配列 デ ー タ を
fasta 形式で入力します。(図 4-3-1)② 「Convert」メニューで変換方法を選①択すると、指定された変換方法に変換されて、以下のように別ウィンドウに出力されます。(図 4-3-2)
図 4-3-1 データ文字変換＜変換の種類＞
Uppercase

大文字へ変換Lowercase

小文字へ変換R-Complement 相補鎖変換
Reverseリバース変換DNA→RNA

DNA→RNA 変換

RNA→DNA

RNA→DNA 変換③ 変換結果ウィンドウの「Copy」ボタン
をク リック すると、変換されたデータ
が、データ編集領域にコピーされます。
④ 変換結果ウィンドウの「Output」ボタ③④

ンをクリックすると、変換されたデータ
が、別のブラウザ画面に表示されます。ブラウザ画面にて「名前を付けて保存」を選択するなどにより、変換し

図 4-3-2 変換結果(大文字変換)たデータを保存することが可能です。

14

４．４

キーワード検索機能

指定されたデータベースに対して、キーワード検索を行います。
①

③

②

④

図 4-4 キーワード検索① メニューバーの「Search」メニューから、キーワード検索サイトを選択します。(表 4-4)
② キーワードを入力します。
③ データベースを選択します。(表 4-4)
④ GenomeNet の場合「bfind」ボタン、もしくは「bget」ボタン、それ以外のサイトの場合、「Go」ボタンをクリックすると、結果が別画面に表示されます。
！注意•「bfind」は、いわゆるキーワード検索で、入力されたキーワードを含む全ての情報が検索されます。

•「bget」は、遺伝子登録名のみを検索するので、エントリー名、LOCUS、Accession
番号が既知の場合に利用します。
詳細は、http://www.genome.jp/dbget/dbget_manual.html のマニュアルを参照してください。

•

gen-info (遺伝情報実験センター) の dbext 検索システムの場合、エントリー名、LOCUS、Accession 番号により検索を行います。高速な検索が可能です。

表 4-4 キーワード検索データベース一覧
検索サイト

検索システムGenomeNet

DBGET 検索システム

データベース
Refseq,GenBank,EMBL,UniProt,
Swiss-Prot,PIR,PDBSTR,PDB

NCBI

Entrez 検索システム

Nucleotide,Protein

gen-info

dbext 検索システム

GenBank,EMBL,DDBJ,UniProt
15５．核酸配列データ解析
５．１

系統樹作成機能

複数の核酸配列の系統樹が作成され、結果が表示されます。サー バ内での処理はphylip ver. 3.66 を使用しています。
(http://evolution.genetics.washington.edu/phylip.html)＜系統樹作成の方法＞① 「Mode」メニューで「Nucleic」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコン
で「Phylo Tree」を選択します。(図 5-1-1)② データ編集領域に核酸配列データを multi fasta 形式で入力します。複数の配列を入力する必要があります。
① どちらかで選択②③⑤

図 5-1-1 系統樹作成画面

16

④
⑥

③ 系統樹作成方法を選択します。(図 5-1-2)
UPGMA(平均距離)法と NJ(近隣結合)法が選択可能です。
＊UPGMA 法、NJ 法は配列対間の遺伝距離に基づく方法です。

図 5-1-2④ あらかじめマルチプルシーケンスアライメントを実行するか選択します。(図 5-1-3)
図 5-1-3！注意•

入力する核酸配列がアライメントされていない場合、必ず「Yes」を指定してください。

•

各配列の長さが違い、MSA が No の場合、警告メッセージが出力されます。

•

MSA が Yes の場合、サーバ内で ClustalW を用いてアライメントした後、系統樹が作成されます。

⑤ 「Submit」ボタンをクリックすると、系統樹が結果表示領域に表示されます。
ここで表示される系統樹は、入力された配列から作成した推定系統樹です。
⑥ プルダウンメニューから以下の出力形式を選択すると、別画面に結果が表示されます。
(図 5-1-4)
gif

一般的な画像形式のひとつ

ps

高品質な印刷が可能な画像形式

distance matrix
tree

配列間の進化的距離の行列
系統樹の Newick 形式のテキスト表記
図 5-1-4＜distance matrix 形式＞
distance matrix で表示されている値は、２つの配列で異なるサイトの割合(P)に対して、
Jukes-Cantor モデルに従って補正を行った補正距離(D)です。

17

P = m/n

P ： 2 つの配列で異なるサイトの割合
m ： 2 つの配列の間で異なる塩基の数

n ： 配列の長さ
D = ‐3/4log(1‐4/3P)＜tree 形式＞
tree 形式で表示されている値は、各アルゴリズムに基づいて計算された枝長です。

18

５．２

ホモロジーマトリックス作成機能

２つの核酸配列の相同性を、ホモロジーマトリックスで表示します。
サーバ内では blast ver 2.2.16 を使用して、相同性を検出しています。
＜ホモロジーマトリックス作成方法＞① 「Mode」メニューで「Nucleic」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコンで「Homology Matrix」を選択します。(図 5-2)
② データ編集領域に核酸配列データを fasta 形式で入力します。
Sequence1 と Sequence2 に、それぞれひとつずつ配列を入力する必要があります。
③ 相同性の検出には、blast を使用していますので、blast のオプションである E-value とWord size の値を入力します。
！注意•Word size の値は 7 以上の整数値とします。

•

E-value は実数値とし、指数表記での指定もできます。 例) 1E-2 (0.01)① どちらかで選択

③
②

④

②

図 5-2 ホモロジーマトリックス表示画面
19⑤

④ 「Submit」ボタンをクリックすると、ホモロジーマトリックスが結果表示領域に表示されます。
⑤ 「ps」ボタン、または「gif」ボタンをクリックすると、別画面に結果が表示されます。

20

５．３

相違度計算機能

複数の核酸配列の相違度が計算され、結果が表示されます。サーバ内での処理は、
sqdif を使用しています。(Miyata,T & Yasunaga,T.(1980), J.Mol.Eval, 16, 23-26)＜相違度計算の方法＞① 「Mode」メニューで「Nucleic」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコン
で「Difference」を選択します。(図 5-3)
② データ編集領域に、アライメントされている核酸配列データを fasta 形式で入力します。
複数の配列を入力する必要があります。
③ 必要であれば、Coding Region を入力します。開始位置数と終了位置数の間に「‐」を入れ、空白もしくはタブの後ろにコメントを入力します。複数入力も可能です。
(コメントは省略可能です。)
例) 57‐500 comment1
521‐610 comment2① どちらかで選択

③

④

②
⑤

図 5-3 相違度計算機能画面
21⑥

④ 必要であれば、Non-coding Region を入力します。
(Cording Region の入力方法と同様です。)⑤ 「Submit」ボタンをクリックすると、相違度が結果表示領域に表示されます。
⑥ 「Output」ボタンをクリックすると、結果が別ブラウザ画面に表示されます。
ブラウザ画面にて「名前を付けて保存」を選択するなどにより、出力結果を保存することが可能です。

22

５．４

２次構造予測機能

核酸配列が RNA に変換され、２次構造の予測結果が表示されます。サーバ内での処理は、RNA fold ver. 1.4 を使用しています。
(http://www.tbi.univie.ac.at/~ivo/RNA/RNAfold.html)＜２次構造の予測方法＞① 「Mode」メニューで「Nucleic」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコン
で「2ndary Structure」を選択します。(図 5-4-1)② データ編集領域に核酸配列データを single fasta 形式で入力します。
複数の配列を入力することはできません。
③ Temp (温度℃) を整数で入力します。
① どちらかで選択

③
⑤

②

④
⑥
⑦

図 5-4-12 次構造予測機能画面
23⑧

④ Pairing matrix を指定します。(図 5-4-2)

図 5-4-2⑤ GU pair を許可するかを指定します。(図 5-4-3)

図 5-4-3⑥ Close GU を許可するかを指定します。(図 5-4-4)

図 5-4-4⑦ 「Submit」ボタンをクリックすると、結果表示領域に２次構造のイメージが表示されます。
⑧ 「ps」ボタン、または「gif」ボタンをクリックすると、別画面に結果が表示されます。

24

５．５

核酸配列マルチプルアライメント機能

複数の 核酸配列データをア ライメ ントし、 結果を表示 します 。サー バ内での処 理はClustalW ver. 1.81 (http://www.ebi.ac.uk/clustalw) か 、 MAFFT Ver. 6.705b(http://align.bmr.kyushu-u.ac.jp/mafft/software) を使用しています。
＜アライメントの方法＞① 「Mode」メニューで「Nucleic」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコン
で「M.S.A.」を選択します。(図 5-5-1)② データ編集領域に、核酸配列データを multi fasta 形式で入力します。複数の配列を入力する必要があります。

① どちらかで選択

②

④

③
⑤
⑥

図 5-5-1 アライメント機能画面

25⑦

③ アルゴリズムを選択します。CLUSTALW か MAFFT を選択します。(図 5-5-2)

図 5-5-2 アルゴリズム選択画面④ 「Params…」ボタンをクリックし、パラメータを設定します。(図 5-5-3、図 5-5-4)
ClustalW の場合、%identify の値は整数、それ以外の値は実数とし、実数(整数)以外が入力されるとデフォルト値に戻ります。
MAFFT の場合、一番下の項目「Max num of …」の値は 1 以上の整数、それ以外の値は実数とし、実数(整数)以外が入力されるとデフォルト値に戻ります。

図 5-5-3 ClustalW パラメータダイアログ

図 5-5-4 MAFFT パラメータダイアログ⑤ 「Submit」ボタンをクリックすると、アライメント結果が結果表示領域に表示されます。

＜共通領域へのコピーの方法＞⑥ 「Copy」ボタンをクリックすると、アライメント結果が fasta 形式に変換されてデータ編集
領域に表示されます。
⑦ 「Output」ボタンをクリックすると、アライメント結果が別ブラウザ画面に表示されます。
ブラウザ画面にて「名前を付けて保存」を選択するなどにより、出力結果を保存することが可能です。

26

５．６

含量計算機能核酸配列の各塩基の含有量(率)が計算され、結果がテーブルとグラフで表示されます。
＜含量計算の方法＞① 「Mode」メニューで「Nucleic」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコン
で「Contents」を選択して機能を切り替えます。(図 5-6-1)② データ編集領域に核酸配列データを fasta 形式で入力します。複数の配列を入力することも可能です。
③ ウィンドウサイズ (Window Size)、シフト値 (Shift) の設定をします。例えば、Window
Size = 20, Shift = 1 の場合、まず 1 bp～20 bp の含量を計算し、次に 2 bp～21 bpの含量を計算というように、Shift 値分ずらしながら Window Size 分の計算を行います。

① どちらかで選択
配列全体の含量テーブル

②
⑦
④

③,⑧
⑥
⑨

図 5-6-1 含量計算画面
27⑤

計算結果テーブル

④ 「Submit」ボタンをクリックすると、実行領域上部に配列全体の含量表が表示されます。
そして結果表示領域にデフォルトのテーブル、別ウィンドウにデフォルトの含量グラフが表示されます。(図 5-6-2)！注意•デフォルトでは、先頭配列の GC グラフと計算結果テーブルが表示されます。

•

各塩基の含量率の値は、小数点第 2 位で四捨五入しています。

•

含量グラフウィンドウの右のチェックボックス、color ボタンをクリックすると、描画する
塩基と色を変更することができます。

•

１度に１つの配列の含量グラフのみ表示されます。

図 5-6-2 含量グラフ⑤ 含量グラフを閉じた後に再表示したい場合、「Graph」ボタンをクリックします。(図 5-6-1)⑥ 「Output」ボタンをクリックすると、配列全体のコンテンツ表が別画面に表示されます。
(図 5-6-1) ブラウザ画面にて「名前を付けて保存」を選択するなどにより、出力結果を保存することが可能です。
＜再計算し、グラフを再描画する場合＞⑦ グラフに描画する核酸配列名を指定します。
(図 5-6-3)⑧ ウィンドウサイズ (Window Size)、シフト値 (Shift)を変更したい場合は設定します。(図 5-6-1)

図 5-6-3⑨ 「Redraw」ボタンをクリックすると、再計算を行い、テーブルの更新、グラフが再描画されます。(図 5-6-1)
28

５．７

相同性検索機能(インタラクティブ処理)指定された核酸配列データベースの中から相同性の高い配列を検索し、結果を表示します。相同性検索には、検索が終了するまで待って結果を表示するインタラクティブ処理と、検索要求のみを行って結果を後で見るバッチ処理があります。
時間を要する検索結果を行う場合は、バッチ処理を行います。(5.8 参照)＜相同性検索の方法＞① 「Mode」メニューで「Nucleic」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコン
で「Homology Search」を選択します。(図 5-7-1)② データ編集領域に核酸配列データを single fasta 形式で入力します。複数の配列を入力することはできません。
① どちらかで選択

②

③
⑤
⑦
⑧

④
⑥
⑪
⑨

⑩

図 5-7-1 相同性検索画面 (Interactive)

29

③ 「Interactive」を選択します。(図 5-7-2)
BatchSearch、BatchView については 5.8 にて説明します。

図 5-7-2 Mode 切替画面
④ アルゴリズムを選択します。(図 5-7-3)
選択可能なアルゴリズムは、blastn、blastx、tblastx、fasta3、
fastx3 の 5 種類です。(表 5-7 参照)
データベースがアルゴリズムに対応するものに切り替わります。

図 5-7-3 アルゴリズム選択画面
表 5-7 アルゴリズムの説明
アルゴリズム query 配列 データベース

検索結果

blastn核酸

核酸

blastx核酸

タンパク質

tblastx

核酸

核酸

タンパク質

fasta3

核酸

核酸

核酸

fastx3

核酸

タンパク質

備考

核酸
タンパク質 query 配列を翻訳して検索
両方とも翻訳しながら検索

タンパク質 query 配列を翻訳して検索⑤ データベースを選択します。(図 5-7-4)

図 5-7-4 データベース選択画面⑥ 「Params…」ボタンをクリックすると、各アルゴリズムに対応したパラメータ設定パネルが表示され、パラメータの設定を行うことができます。
⑦ 「Submit」ボタンをクリックすると、相同性検索を行い、結果表示領域にリストが表示されます。

30

＜グラフィック表示の方法＞⑧ 「Graphic」タブをクリックすると、グラフィック表示に切り替わります。(図 5-7-5)
矢印の向きは、検索結果の query 配列の向きです。
矢印の上の数値は query 配列の start、stop 位置で、矢印の下の数値はデータベー
ス配列の start、stop 位置です。

図 5-7-5 Graphic タブ選択時表示画面＜コメント表示の方法＞⑨ 「Comment」タブをクリックすると、コメント表示に切り替わります。(図 5-7-6)

図 5-7-6 Comment タブ選択時表示画面

31

＜詳細情報の表示＞⑩ entry 名をクリックすると、相同性検索結果の詳細情報が別ウィンドウに表示されます。
(図 5-7-7)
同時にクリックされた entry 名をキーワードとして、遺伝情報実験センターのデータベースへ検索を行います。見つかった場合、別画面に entry 名に関する情報が表示され(図 5-7-8)、見つからなかった場合、”No hits”と表示されたダイアログが出力されます。

図 5-7-7 相同性検索詳細情報

図 5-7-8 entry 名検索結果
32

＜検索結果の表示＞⑪ 「Plain」ボタンをクリックすると、別ウィンドウに相同性検索結果が表示されます。
「Plain」タブをクリックすると Plain 形式 (図 5-7-9)、「table」タブをクリックするとtable 形式 (図 5-7-10) で検索結果が表示されます。「Output」ボタンをクリックすると、検索結果が別ブラウザ画面に表示され、ブラウザ画面にて「名前を付けて保存」を選択するなどにより、出力結果を保存することが可能です。

図 5-7-9 Plain 形式

図 5-7-10 table 形式33

＜blastn 用のパラメータの指定方法＞⑫ 期待値 (Expectation Value) を実数で入力します。
⑬ アライメントを表示する数 (Alignment) を整数で入力します。(上限は 100)
！注意 数値以外が入力された場合、デフォルト値に戻ります。

図 5-7-11 blastn パラメータ＜blastx 用のパラメータの指定方法＞
Expectation Value、Alignment は⑫～⑬と同様。
⑭ マトリックスを選択します。
選択肢：

PAM30
PAM70
BLOSUM80

図 5-7-12 blastx パラメータ

BLOSUM62
BLOSUM45⑮ query 配列の Genetic Code を選択します。
選択肢：Standard
Vertebrate Mitochondrial
Yeast Mitochondria
Mold Mitochondrial
Invertebrate Mitochondrial
Ciliate Nuclear
Echinoderm Mitochondrial
Euplotid Nuclear
Bacterial
Alternative Yeast Nuclear
Ascidian Mitochondrial
Flatworm Mitochondrial
Blepharisma Macronuclear34

＜tblastx 用のパラメータの指定方法＞
Expectation Value 、 Alignment 、 Matrix 、Query Genetic Code は、⑫～⑮と同様。
⑯ DataBase の Genetic Code を選択します。
(選択肢は、⑮同様)

図 5-7-13 tblastx パラメータ＜fasta3, fastx3 用のパラメータの指定方法＞⑰ KTUP を選択します。
選択肢：

fasta3 の場合、1, 2, 3, 4, 5, 6
fastx3 の場合、1, 2

Expectation Value、Alignment は、⑫～⑬と同様。
⑱ Reverse Complement (相補鎖) を行うかを選択します。
図 5-7-14 fasta3 パラメータ

35

５．８

相同性検索機能(バッチ処理)

５．７の核酸配列データ相同性検索で処理時間が要する場合は、バッチ処理により検索と結果の表示を分けて行うことができます。
① 「Mode」メニューで「Nucleic」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコン
で「Homology Search」を選択します。(図 5-8-1)＜相同性検索の方法＞② データ編集領域に核酸配列データを single fasta 形式で入力します。複数の配列を入力することはできません。
③ 「Mode」メニューで「BatchSearch」を選択します。
④ Algorithm、Database、Params..の設定をします。(インタラクティブ処理 p27-32 参
照)① どちらかで選択③②⑤

図 5-8-1 相同性検索画面 (BatchSearch)
36④

⑤ 「Submit」 ボタンをクリック すると、相同性検索を行い、結果を問い合わせるためのRequest ID のダイアログが表示されます。(図 5-8-2、次ページの注意参照)

図 5-8-2 RequestID ダイアログ＜結果表示の方法＞⑥ 「Mode」メニューで「BatchView」を選択します。(図 5-8-3)⑥⑦⑨

図 5-8-3 相同性検索画面 (BatchView)

37⑧

⑦ 「BatchSearch」処理で受け取った Request ID を入力します。
⑧ 「ID List」ボタンをクリックすると、GeneWebⅢ起動後の BatchSearch 処理リクエストに対する Request ID の一覧が表示され、詳細の確認ができます。(図 5-8-4)

図 5-8-4 リクエスト ID 一覧(選択中の Request ID は色付背景で表示される)
このリクエスト ID 一覧画面において、Request ID をクリックすると、背景色が変わり、⑦の request ID 入力ボックスに自動入力されます。
！注意
GeneWebⅢ起動以前のリクエストに対する Request ID は保存されていません。
GeneWebⅢを一度終了させ、後で結果を表示させたい場合は、Request ID をメモしておいてください。
この ID を入力することにより、以前実行させた結果を表示することができます。
ただし、結果の保存期間は 1 ヶ月です。

⑨ 「Submit」をクリックすると、結果表示領域に結果が表示されます。

38

５．９

Splice 機能

核酸配列の指定した範囲を切り出します。
＜Splice の方法＞
① 「Mode」メニューで「Nucleic」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコン
で「Splice」を選択します。(図 5-9)
② データ編集領域に核酸配列データを fasta 形式で入力します。複数の配列を入力することも可能です。
③ 切り出す範囲を指定します。範囲の指定する方法には、２通りがあります。(次頁参照)④ 「Submit」ボタンをクリックすると、範囲指定して切り出された核酸配列データが結果表
示領域に表示されます。
！注意 この処理は、入力がアミノ酸の場合にも利用できます。
① どちらかで選択②③④

図 5-9 Splice 機能画面
39⑤⑥

＜切り出す範囲の指定方法＞
指定方法１
Region に開始位置数と終了位置数の間に「‐」を入れ入力します。範囲を複数指定す例) 1‐24，40‐102

る場合は、「，」(カンマ)で区切ります。
指定方法２

データ編集領域に入力した核酸配列データ中の切り出したい範囲を括弧[ ]でくくります。括弧は、２組以上指定することも可能です。
例) actgatgcatcgatc[gacactaggcta]gcgagctacgagc！注意 両方の指定がされた場合、指定方法２が優先されます。
＜共通領域へのコピーの方法＞⑤ 結果表示領域に表示されている核酸配列データを、データ編集領域に表示させるためには、「Copy」ボタンをクリックします。
⑥ 「Output」ボタンをクリックすると、結果が別ブラウザ画面に表示されます。ブラウザ画面
にて「名前を付けて保存」を選択するなどにより、出力結果を保存することができます。

40

５．１０

Codon 含有率計算機能

核酸配列に含まれる Codon の含有率の計算がされ、表示されます。
＜Codon 含有率の計算方法＞① 「Mode」メニューで「Nucleic」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコン
で「Codon Usage」を選択します。(図 5-10-1)② データ編集領域に、核酸配列データを fasta 形式で入力します。複数の配列を入力することも可能です。
③ 計算する範囲を指定します。Region に開始位置と終了位置の間に「‐」を入れ、入力します。範囲を複数指定する場合は、「，」で区切ります。何も指定していなければ、すべての範囲が対象として処理されます。
① どちらかで選択

②

④
③
⑥

図 5-10-1 Codon Usage 画面

41

⑤
⑦

④ 生物種別コドン表を選択します。(図 5-10-2)

図 5-10-2 生物種別コドン表⑤ 計算を開始するフレーム位置を選択します。(図 5-10-3)＋n: 先頭の n 文字目から順方向に計算します。

－n: 末尾の n 文字目から逆方向に相補的な塩基について(Reverse Complement) 計算します。

図 5-10-3 フレーム位置選択⑥ 「Submit」ボタンをクリックすると含有率が結果表示領域に表示されます。範囲の指定
方法が間違っていたり、指定された範囲が配列の長さより大きかったり 0 以下の場合、
エラーメッセージダイアログが出力されます。
⑦ 「Output」ボタンをクリックすると、結果が別ブラウザ画面に表示されます。ブラウザ画面
にて「名前を付けて保存」を選択するなどにより、出力結果を保存することができます。

42

５．１１

ヌクレオチド翻訳機能

核酸配列をアミノ酸に翻訳します。
＜ヌクレオチド翻訳方法＞① 「Mode」メニューで「Nucleic」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコン
で「Translation」を選択します。(図 5-11-1)② データ編集領域に核酸配列データを fasta 形式で入力します。複数の配列を入力することも可能です。
③ 翻訳する範囲を指定します。Region に開始位置数と終了位置数の間に「‐」を入れ、入力します。範囲を複数指定する場合は、「，」で区切ります。何も指定していなければ、すべての範囲を対象として処理されます。

① どちらかで選択

②

④
③
⑥

図 5-11-1 Translation 機能画面

43

⑤
⑦

⑨
⑧

④ 生物種別コドン表を選択します。(図 5-11-2)

図 5-11-2 生物種別コドン表選択⑤ 計算を開始するフレーム位置を選択します。(図 5-11-3)「Full」を指定すると、全６通りの変換が行われます。
＋n: 先頭の n 文字目から順方向に翻訳します。

－n: 末尾の n 文字目から逆方向に相補的な塩基について(Reverse Complement) 翻訳します。

図 5-11-3 フレーム位置選択⑥ 「Submit」ボタンをクリックすると、核酸からアミノ酸に変換された結果が結果表示領域に表示されます。範囲の指定方法の間違い、指定された範囲が配列の長さより大きい、
また 0 以下の場合、エラーメッセージダイアログが出力されます。
⑦ 結果表示領域に表示されている核酸配列をデータ編集領域に表示させるためには、「Copy」ボタンをクリックします。
⑧ 「Output」ボタンをクリックすると、結果が別ブラウザ画面に表示されます。ブラウザ画面
にて「名前を付けて保存」を選択するなどにより、出力結果を保存することができます。

44

⑨ 「Graphic」ボタンをクリックすると、別ウィンドウに塩基配列データとアミノ酸翻訳データ
がグラフィカルに表示されます。(図 5-11-4)

図 5-11-4 Translation グラフィカル表示

45

５．１２

Open Reading Frame 検索機能

核酸配列の中に含まれている Open Reading Frame (ORF) を検索し、その表示を行います。
＜Open Reading Frame 検索方法＞① 「Mode」メニューで「Nucleic」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコン
で「ORF Analysis」を選択します。(図 5-12-1)② データ編集領域に核酸配列データを single fasta 形式で入力します。複数の配列を入力することはできません。
③ Cut Off 値を入力します。
！注意•

Cut Off 値は、0 以上 100 以下の整数とし、その範囲以外が入力されるとデフォルト
値 (50) に戻ります。

•

アミノ酸配列に翻訳したとき、Cut Off 値で指定された値以上の長さとなる ORF が抽出されます。
① どちらかで選択

②

④
③
⑤

⑥

⑦

図 5-12-1 ORF 検索画面46

④ 生物種別コドン表を選択します。

図 5-12-2 生物種別コドン表選択画面⑤ 「Submit」ボタンをクリックすると、Open Reading Frame の検索結果が結果表示領域に表示されます。
⑥ 「Output」ボタンをクリックすると、結果が別ブラウザ画面に表示されます。ブラウザ画面
にて「名前を付けて保存」を選択するなどにより、出力結果を保存することができます。
＜フレームのアミノ酸翻訳データの表示方法＞⑦ 結果表示領域の Open Reading Frame 解析結果の Frame 番号をクリックすると、そのフレームでのアミノ酸翻訳データが別ウィンドウに表示されます。(図 5-12-3)⑧⑨

図 5-12-3 アミノ酸翻訳データ⑧ 「Copy」ボタンをクリックすると、アミノ酸翻訳データがデータ編集領域にコピーされます。

47

⑨ 「Graphic」ボタンをクリックすると、塩基配列データとアミノ酸翻訳データがグラフィカルに表示されます。(図 5-12-4)
左側の ORF 領域をクリックすると、その領域が表示されます。
ORF 領域のリスト

図 5-12-4 ORF グラフィカル表示

48

５．１３

制限酵素地図作成機能

指定した制限酵素により切断される核酸配列データ中の位置情報が、地図とテキスト形
式によって表示されます。
サーバ内での処理はtacg ver. 2.35 を使用しています。(http://tacg.sourceforge.net/)＜制限酵素地図作成方法＞① 「Mode」メニューで「Nucleic」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコン
で「Restriction Map」を選択します。(図 5-13-1)② データ編集領域に核酸配列データを single fasta 形式で入力します。複数の配列を入力することはできません。
③ 利用したい制限酵素を酵素セットリスト内に作成します。酵素を追加・削除する方法は次々項を参照してください。
① どちらかで選択

酵素セットリスト
③

②
④
⑤

⑥

図 5-13-1 制限酵素地図作成画面

49⑦

制限酵素リスト

④ 「Sort」ボタンをクリックして、酵素セットリストを酵素名順 (アルファベット順) にソートします。
⑤ 「Submit」ボタンをクリックすると、指定した制限酵素によって、核酸配列データの切断される位置情報の地図が結果表示領域に表示されます。
⑥ 「Plain」ボタンをクリックすると、表示された地図の結果データが別ウィンドウにテキスト形式で表示されます。(図 5-13-2) 「Output」ボタンをクリックすると、結果が別ブラウザ
画面に表示されます。ブラウザ画面にて「名前を付けて保存」を選択するなどにより、出力結果を保存することが可能です。

図 5-13-2 制限酵素地図 (テキスト形式)⑦ 「Graphic」ボタンをクリックすると、別ウィンドウに塩基配列と切断される位置情報がグラフィカルに表示されます。(図 5-13-3)
左側のウィンドウ内の数字をクリックすると、その領域が表示されます。

図 5-13-3 制限酵素地図 (グラフィカル表示)50＜制限酵素の追加方法＞
利用したい制限酵素が酵素セットに含まれない場合、制限酵素リストから追加して利用することができます。右側の制限酵素リストから利用する制限酵素をクリックし、「<」ボタンをクリッ
クすると、選択されている酵素セットにその制限酵素が追加されます。(図 5-13-1)＜制限酵素の削除方法＞
酵素セットに表示されている制限酵素を削除するには、削除したい制限酵素をクリックし、「>」ボタンをクリックします。(図 5-13-1)＜酵素セットの保存方法＞
追加した制限酵素を酵素セットとして保存するには、「Save Set」をクリックすると、サーバ内に保存され、Request ID ダイアログが表示されます。(図 5-13-4)＊ 必要であれば、Request ID を手元にメモ等で保存してください。

図 5-13-4 Request ID ダイアログ＜保存した酵素セットの読み込み方法＞
保存した酵素セットを読み込むには、「Load set」をクリックします。
入力ダイアログが表示されるので、保存の時に受け取った Request ID を入力し、「了解」ボタンをクリックします。
サーバ内に保存された酵素セットが酵素セットリストに読み込まれます。

図 5-13-5 Request ID 入力ダイアログ
51

５．１４

ゲノムマッピング機能

核酸配列を指定された核酸配列ゲノムデータベースにマッピングします。サーバ内では、
blast ver 2.2.16, sim4、または blat を使用しています。
＜ゲノムマッピングの方法＞① 「Mode」メニューで「Nucleic」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコン
で「Genome Mapping」を選択します。(図 5-14-1)② データ編集領域に核酸配列データを fasta 形式で入力します。複数の配列を入力することも可能です。
③ 相同性の検出には blast を使用していますので、blast のオプションである E-value の値を入力します。
！注意 E-value は実数値とし、指数表記での指定もできます。 例) 1E-2 (0.01)① どちらかで選択

③
②

④

⑤

⑥

⑦
⑧
⑨

⑩

⑪

図 5-14-1 ゲノムマッピング画面
52

④ フィルタリングを行うかを指定します。
⑤ gap を考慮するかを指定します。
⑥ mega blast を使用するかを指定します。
⑦ ゲノムデータベースを指定します。(図 5-14-2)

図 5-14-2 ゲノムデータベース選択画面⑧ アルゴリズムを指定します。(図 5-14-3)

図 5-14-3 アルゴリズム選択画面⑨ 「Submit」ボタンをクリックすると、マッピング結果が結果表示領域上部にテーブル形式(図 5-14-4)、結果表示領域下部にグラフィック形式で表示されます(図 5-14-5)。

図 5-14-4 マッピング結果テーブル⑩ マッピング結果テーブルの 1 行を選択すると、その領域が Mapping View ウィンドウに描画され(図 5-14-5)、その領域の詳細情報が別ウィンドウに表示されます。(図 5-14-6)

53

⑪ エクソン領域グラフィック表示は、順方向にマッピングされた場合、その領域が青色、逆方向の相補鎖にマッピングされた場合、その領域が赤色、マッピング結果テーブルで選択されている領域は、少し薄い青、または橙色で表示されます。エクソン領域をクリック
すると、その領域の詳細情報が別ウィンドウに表示されます。(図 5-14-6)

図 5-14-5 エクソン領域グラフィック表示＜エクソン領域詳細表示ウィンドウ＞

⑫
⑬

⑭

⑮

⑯

⑰

⑱

図 5-14-6 エクソン領域詳細ウィンドウ54

⑫ exon head は、エクソンの開始位置の 2bp 前からエクソンの先頭 6bp までの配列情報です。
⑬ exon tail は、エクソンの終了位置の 6bp 前からエクソンの終了位置の後ろ 2bp までの配列情報です。
⑭ genomic sequence タブをクリックすると、マッピングされたゲノムデータベースの領域がfasta 形式で表示されます。
⑮ query sequence タブをクリックすると、マッピングされた query 配列の領域が fasta 形
式で表示されます。
⑯ alignment タブをクリックすると、マッピングされたゲノムデータベースの領域と query 配列の領域とを ClustalW を用いてアライメントした結果がテキスト形式で表示されます。
ClusralW の実行の際のパラメータは、デフォルトの値を使用しています。
⑰ alignment view は、マッピングされたゲノム配列の領域と query 配列の領域とを
ClustalW を用いてアライメントした結果をグラフィカルに表示しています。
⑱ 「Copy」ボタンをクリックすると、選択されているタグに表示されている配列情報がデータ編集領域に表示されます。alignment タグがクリックされている場合は、アライメント結果が fasta 形式に変換されて、データ編集領域に表示されます。

55

６．アミノ酸配列データ解析
６．１

系統樹作成機能

複数のアミノ酸配列の系統樹が作成され、結果が表示されます。サーバ内での処理は、
phylip ver. 3.66 を使用しています。
(http://evolution.genetics.washington.edu/phylip.html)＜系統樹作成方法＞① 「Mode」メニューで「Amino」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコンで「PhyloTree」を選択します。(図 6-1-1)② データ編集領域にアミノ酸配列データを multi fasta 形式で入力します。
複数の配列データを入力する必要があります。
① どちらかで選択②③⑤

図 6-1-1 系統樹作成画面

56

④
⑥

③ 系統樹作成方法を選択します。(図 6-1-2)
UPGMA (平均距離) 法と NJ (近隣結合)法が選択可能です。
＊UPGMA 法、NJ 法は配列対間の遺伝距離に基づく方法です。

図 6-1-2 系統樹作成方法選択画面④ あらかじめマルチプルシーケンスアライメントを実行するか選択します。(図 6-1-3)

図 6-1-3 マルチプルシーケンスアライメント実行選択画面！注意•

入力する核酸配列がアライメントされていない場合、必ず「Yes」を指定してください。

•

各配列の長さが違い、MSA が No の場合、警告メッセージが出力されます。

•

MSA が Yes の場合、サーバ内で ClustalW を用いてアライメントした後、系統樹が作成されます。

⑤ 「Submit」ボタンをクリックすると、系統樹が結果表示領域に表示されます。
ここで表示される系統樹は、入力された配列から作成した推定系統樹です。
⑥ プルダウンメニューから以下の出力形式を選択すると、別画面に結果が表示されます。
(図 6-1-4)
gif

一般的な画像形式のひとつ。

ps

高品質な印刷が可能な画像形式。

distance matrix
tree

配列間の進化的距離の行列。
系統樹の Newick 形式のテキスト表記。
図 6-1-4 出力形式選択画面

57

＜distance matrix 形式＞
distance matrix で表示されている値は、2 つの配列で異なるサイトの割合(P)に対して、
Kimura モデルに従って補正を行った補正距離(D)です。

P = m/n

P ：２つの配列で異なるサイトの割合
m ：２つの配列の間で異なる塩基の数
n ：配列の長さ

D = ‐log (1‐P‐0.2×P2)＜tree 形式＞
tree 形式で表示されている値は、各アルゴリズムに基づいて計算された枝長です。

58

６．２

ホモロジーマトリックス作成機能

２つのアミノ酸の相同性をホモロジーマトリックスで表示します。
サーバ内では blast ver. 2.2.16 を使用して相同性を検出しています。
＜ホモロジーマトリックス作成方法＞① 「Mode」メニューで「Amino」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコンで「Homology Matrix」を選択します。(図 6-2)
② データ編集領域にアミノ酸配列データを fasta 形式で入力し ます。Sequence1 とSequence2 に、それぞれひとつずつ配列を入力する必要があります。
③ 相同性の検出には、blast を使用していますので、blast のオプションである E-Value とWord Size の値を入力します。「Default」 ボタンをクリックすると、初期値（E-Value：10､Word Size: 3 ）に戻ります。
！注意•

Word Size は、Word Size = 2 or 3•

E-Value は実数値とし、指数表記での指定もできます。 例) 1E-2(0.01)① どちらかで選択

③
④

⑤
③

②

②

図 6-2 ホモロジーマトリックス表示画面
59

④ 「Submit」ボタンをクリックすると、ホモロジーマトリックスが結果表示領域に表示されます。
⑤ 「ps」ボタン、または「gif」ボタンをクリックすると、別画面に結果が表示されます。

60

６．３

相違度計算機能

複数のアミノ酸配列の相違度が計算され、結果が表示されます。
サーバ内での処理は、prodif を使用しています。
＜相違度計算の方法＞① 「Mode」メニューで「Amino」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコンで「Difference」を選択します。(図 6-3)
② データ編集領域に、アライメントされているアミノ酸配列データを fasta 形式で入力します。複数の配列データを入力する必要があります。
③ Region に開始位置と終了位置を入力します。何も指定していなければ、すべての範囲が対象として処理されます。
① どちらかで選択②③④

図 6-3 相違度計算機能画面

61⑤

④ 「Submit」ボタンをクリックすると、計算結果が結果表示領域に表示されます。
⑤ 「Output」ボタンをクリックすると、結果が別ブラウザ画面に表示されます。ブラウザ画面
にて「名前を付けて保存」を選択するなどにより、出力結果を保存することができます。

62

６．４

アミノ酸配列マルチプルアライメント機能

複数のアミノ酸配列データをアライメントし、結果を表示します。サーバ内での処理はClustalW ver. 81 (http://www.ebi.ac.uk/clustalw) か 、 MAFFT Ver. 6.705b(http://align.bmr.kyushu-u.ac.jp/mafft/software) を使用しています。
＜アライメントの方法＞① 「Mode」メニューで「Amino」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコンで「M.S.A.」を選択します。(図 6-4-1)② データ編集領域にアミノ酸配列データを multi fasta 形式で入力します。複数の配列を入力する必要があります。

① どちらかで選択

②

③
⑤

④
⑥

図 6-4-1 MSA 機能画面63⑦

③ アルゴリズムを選択します。CLUSTALW か MAFFT を選択します。(図 6-4-2)

図 6-4-2 アルゴリズム選択画面④ 「Params…」ボタンをクリックし、パラメータを設定します。(図 6-4-3、図 6-4-4)
ClustalW の場合、「％identify」、「Gap Separation」の値は整数、それ以外の値は実数とし、実数(整数)以外が入力されるとデフォルト値に戻ります。
MAFFT の場合、一番下の項目「Max num of …」の値は 1 以上の整数、それ以外の値は実数とし、実数(整数)以外が入力されるとデフォルト値に戻ります。

図 6-4-3 ClustalW パラメータダイアログ

図 6-4-4 MAFFT パラメータダイアログ⑤ 「Submit」ボタンをクリックすると、アライメント結果が結果表示領域に表示されます。
＜共通領域へのコピー方法＞⑥ 「Copy」ボタンをクリックすると、アライメント結果が fasta 形式に変換されてデータ編集
領域に表示されます。
⑦ 「Output」ボタンをクリックすると、結果が別ブラウザ画面に表示されます。ブラウザ画面
にて「名前を付けて保存」を選択するなどにより、出力結果を保存することができます。
64

６．５

含量計算機能アミノ酸配列の各アミノ酸の含有量(率)の計算を行い、結果が表示されます。
＜含量計算の方法＞① 「Mode」メニューで「Amino」モードに切り替え、「Algorithm」メニュー、またはツールア
イコンで「Contents」を選択し機能を切り替えます。(図 6-5)
② データ編集領域にアミノ酸配列データを fasta 形式で入力します。複数の配列を入力することも可能です。
③ 計算する範囲を指定します。Region に開始位置と終了位置の間に「‐」を入れ、入力します。範囲を複数指定する場合は、「，」で区切ります。何も指定していなければ、すべての範囲が対象として処理されます。
④ 「Submit」ボタンをクリックすると、含量計算結果が結果表示領域に表示されます。
⑤ 「Output」ボタンをクリックすると、結果が別ブラウザ画面に表示されます。ブラウザ画面
にて「名前を付けて保存」を選択するなどにより、出力結果を保存することができます。
① どちらかで選択②③④

図 6-5 含量計算画面
65⑤

＜計算結果の説明＞⑥ 各アミノ酸の分子量は、下記のとおりです。(表 6-5)
表 6-5 アミノ酸の分子量
A

89.10

Q

146.15L

131.17

S

105.09R

174.21E

147.13K

146.19T

119.12

N

132.12

G

75.07

M

149.21

W

204.21

D

133.10H

155.16

F

165.19Y

181.19C

121.16I

131.17P

115.13V

117.15⑦ 各配列における molecular-weight の値は、(配列中に含まれるアミノ酸の数×アミノ酸の分子量) の値を 20 種類のアミノ酸分すべて加えて、最後に 18×(配列の長さ－1)を
引きます。
！注意
•

molecular-weight の値は小数点第 3 位で四捨五入しています。

•

入力されたアミノ酸配列中に、20 種類のアミノ酸以外の文字が入っていた場合は、20 種類のアミノ酸の分子量の平均値で計算されます。(平均値 136.901 を 3 桁目四捨五入して 136.90) その場合、出力結果の molecular-weight の値の後に「？」がつけられます。

⑧ 各アミノ酸の結果は、アミノ酸 1 文字表記、(アミノ酸 3 文字表記)、アミノ酸の数、(割合)の順で出力されます。
！注意
割合は (アミノ酸の数／配列の長さ×100) の値を小数点第 2 位で四捨五入します。

66

６．６

相同性検索機能(インタラクティブ処理)指定されたアミノ酸配列データベースの中から相同性の高い配列を検索し、結果を表示します。相同性検索には、検索が終了するまで待って結果を表示するインタラクティブ処理と、検索要求のみを行って結果を後で見るバッチ処理があります。
時間を要する検索結果を行う場合は、バッチ処理を行います。(６．７参照)＜相同性検索の方法＞① 「Mode」メニューで「Amino」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコンで「Homology Search」を選択します。(図 6-6-1)② データ編集領域にアミノ酸配列データを single fasta 形式で入力します。複数の配列を入力することはできません。
① どちらかで選択

②

③
⑤
⑦
⑧

④
⑥
⑪
⑨

⑩

図 6-6-1 相同性検索画面 (Interactive)67

③ 「Interactive」を選択します。(図 6-6-2)
BatchSearch、BatchView については 6-7 章にて説明します。

図 6-6-2 Mode 切替画面
④ アルゴリズムを選択します。(図 6-6-3)
選択可能なアルゴリズムは、blastp、tblastn、fasta3、tfasta3、tfastx3、pfasta の6 種類です。(表 6-6 参照)
Database がアルゴリズムに対応するものに切り替わります。

図 6-6-3 アルゴリズム選択画面
表 6-6 アルゴリズムの説明
プログラム 問い合せ配列 データベース

検索結果

備考

blastp

タンパク質

タンパク質

タンパク質

tblastn

タンパク質

核酸fasta3

タンパク質

タンパク質

tfasta3タンパク質

核酸タンパク質 データベースを翻訳しながら検索

tfastx3タンパク質

核酸タンパク質 データベースを翻訳しながら検索

pfastaタンパク質

タンパク質 データベースを翻訳しながら検索
タンパク質(フレームシフト突然変異を考慮)
nr－aa

タンパク質 遺伝情報ワークステーションによる並列計算システム(fasta3 を使用)

⑤ データベースを選択します。(図 6-6-4)

図 6-6-4 データベース選択画面
68

⑥ 「Params…」ボタンをクリックと、各アルゴリズムに対応したパラメータ設定パネルが表示され、パラメータの設定を行うことができます。
⑦ 「Submit」ボタンをクリックすると、相同性検索を行い、結果表示領域にリストが表示されます。
＜グラフィック表示の方法＞⑧ 「Graphic」タブをクリックすると、グラフィック表示に切り替わります。(図 6-6-5)
矢印の向きは、検索結果の query 配列の向きです。
矢印の上の数値は、query 配列の start、stop 位置で、矢印の下の数値は、データベ
ース配列の start、stop 位置です。

図 6-6-5 Graphic タブ選択時表示画面＜コメント表示の方法＞⑨ 「Comment」タブをクリックすると、コメント表示に切り替わります。(図 6-6-6)

図 6-6-6 Comment タブ選択時表示画69

＜詳細情報の表示＞⑩ entry 名をクリックすると、相同性検索結果の詳細情報が別ウィンドウに表示されます。
(図 6-6-7)
同時にクリックされた entry 名をキーワードとして、遺伝情報実験センターのデータベー
スに検索を行います。見つかった場合、別画面に結果が表示され(図 6-6-8)、見つからなかった場合、”No hits”と表示されたダイアログが出力されます。

図 6-6-7 相同性検索詳細情報

図 6-6-8 entry 名検索結果画面
70

⑪ 「Plain」ボタンをクリックすると、別ウィンドウに検索結果が表示されます。
「Plain」タブをクリックすると Plain 形式 (図 6-6-9)、「table」タブをクリックするとテーブ
ル形式 (図 6-6-10) で検索結果が表示されます。「Output」ボタンをクリックすると、検索結果が別ブラウザ画面に表示され、ブラウザ画面にて「名前を付けて保存」を選択するなどにより、出力結果を保存することが可能です。

図 6-6-9 Plain 形式

図 6-6-10 table 形式71

＜blastp 用パラメータの指定方法＞⑫ 期待値 (Expectation Value) を実数で入力します。
⑬ アライメントを表示する数 (Alignment) を整数で入力します。(上限は 100)
！注意 数値以外が入力された場合、デフォルト値に戻ります。

図 6-6-11 blastp パラメータ＜tblastn 用のパラメータの指定方法＞
Expectation Value、Alignment は、⑫～⑬と同様。
⑭ マトリックスを選択します。
選択肢：

PAM30
PAM70
BLOSUM80

図 6-6-12 tblastn パラメータ

BLOSUM62
BLOSUM45⑮ Database の Genetic Code を選択します。
選択肢：Standard
Vertebrate Mitochondrial
Yeast Mitochondria
Mold Mitochondrial
Invertebrate Mitochondrial
Ciliate Nuclear
Echinoderm Mitochondrial
Euplotid Nuclear
Bacterial
Alternative Yeast Nuclear
Ascidian Mitochondrial
Flatworm Mitochondrial
Blepharisma Macronuclear72

＜fasta3、tfasta3、tfastx3 用のパラメータの指定方法＞⑯ KTUP を選択します。
選択肢 ：1,2
Expectation Value、Alignment は、⑫～⑬と同様。
⑰ Reverse complement (相補鎖) を行うか選択します。
図 6-6-13 fasta3 パラメータ＜pfasta 用パラメータの指定方法＞⑱ Alignment は、⑬と同様。

図 6-6-14 pfasta パラメータ

73

６．７

相同性検索機能(バッチ処理)

６．６のアミノ酸配列データ相同性検索で処理時間が要する場合は、バッチ処理により、検索と結果の表示を分けて行うことができます。
① 「Mode」メニューで「Amino」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコンで「HomologySearch」を選択します。(図 6-7-1)＜検索の方法＞② データ編集領域にアミノ酸配列データを single fasta 形式で入力します。複数の配列
データを入力することはできません。
③ 「Mode」メニューで「BatchSearch」を選択します。
④ Algorithm、Database、Params..の設定をします。(インタラクティブ処理 p65-70 参
照)① どちらかで選択③②⑤

図 6-7-1 相同性検索画面 (BatchSearch)
74④

⑤ 「Submit」 ボタンをクリック すると、相同性検索を行い、結果を問い合わせるためのRequest ID のダイアログが表示されます。(図 6-7-2)

図 6-7-2 Request ID ダイアログ＜結果表示の方法＞⑥ 「Mode」メニューで「BatchView」を選択します。(図 6-7-3)⑥⑦⑨

図 6-7-3 相同性検索画面 (BatchView)

75⑧

⑦ 「BatchSearch」処理で受け取った Request ID を入力します。
⑧ 「ID List」ボタンをクリックすると、GeneWebⅢ起動後の BatchSearch 処理リクエストに対する Request ID の一覧が表示され、詳細の確認ができます。(図 6-7-4)

図 6-7-4 リクエスト ID 一覧(選択中の Request ID は色付背景で表示される)
このリクエスト ID 一覧画面において、RequestID をクリックすると、背景色が変わり、⑦の requestID 入力ボックスに自動入力されます。
！注意
GeneWebⅢ起動以前のリクエストに対する Request ID は保存されていません。
GeneWebⅢを一度終了させ、後で結果を表示させたい場合は、Request ID をメモしておいてください。
この ID を入力することにより、以前実行させた結果を表示することができます。
ただし、結果の保存期間は 1 ヶ月です。
⑨ 「Submit」をクリックすると、結果表示領域に結果が表示されます。

76

６．８

モチーフ検索機能

アミノ酸配列のモチーフ検索のページが、別画面に表示されます。
＜モチーフ検索の方法＞① 「Mode」メニューで「Amino」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコンで「Motif Search」を選択します。(図 6-8-1)① どちらかで選択

図 6-8-1 モチーフ検索選択画面② 別ブラウザ画面が表示され、モチーフ検索のページに表示されます。(図 6-8-2)
URL は http://motif.genome.jp/ です。

図 6-8-2 モチーフ検索ページ③ モチーフ検索が、利用可能になります。
詳細は、ホームページ内のマニュアルをご参照ください。
77

６．９

高次構造予測機能

立体構造既知のアミノ酸配列データベースとの相同性を利用して、新規のアミノ酸配列
データの立体構造が予測されます。立体構造の予測には時間を要するため、問い合わせと結果の表示が別々に行われます。
サ ー バ 内 で の 処 理 は 、 ModellerRelease4 を 使 用 し て い ま す 。 (A.Sali and
T.L.Blundell. J.Mol.Biol., 234, 779-815, 1993)① 「Mode」メニューで「Amino」を選択し、「Algorithm」メニュー、またはツールアイコンで「3D Struct.」を選択します。(図 6-9-1)＜問い合わせの方法＞② データ編集領域にアミノ酸配列データを single fasta 形式で入力します。複数の配列
データを入力することはできません。
① どちらかで選択

②

③
④
⑤

⑥

図 6-9-1 高次構造予測機能画面（Search）

78

③ Mode で「Search」を指定します。(図 6-9-2)

図 6-9-2 Mode 選択画面
④ Protein Name を入力します。(空白を含まない半角英数字で、最大 8 文字とします。)⑤ Auto または Manual で、PDB ID の指定方法を選択します。
！注意•Auto の時は Score の下限値を実数で入力します。サーバ内で pdb データベースに対して blast 検索を行い、検索結果の中で入力された Score 値以上の PDB ID
を使用します。

•

Manual の時は、PDB ID を最大 20 個まで指定できます。

•

PDB ID の指定は、大文字、小文字のどちらでも入力できます。

⑥ 「 Submit」 ボタ ン を ク リ ック す ると 、 処 理 が開 始 さ れ 、結 果 を 問 い 合 わ せ る た めのRequest ID のダイアログが表示されます。(図 6-9-3)

図 6-9-3 Request ID ダイアログ！注意

サーバ内で実行されるソフトウェア (ModellerRelease4) のライセンスの制限により、大阪大学内のドメイン (133.1.xxx.xxx) 以外からのアクセスの場合、エラーメッセージダイアログが出力され、使用することができ
ません。

79

＜結果を表示する場合＞⑦ Mode で「View」を選択します。(図 6-9-4)

⑧

⑦

⑨

⑩

図 6-9-4 高次構造予測機能画面 (View)⑧ 「Search」処理で受け取った Request ID を入力します。
⑨ 「ID List」ボタンをクリックすると、GeneWebⅢ起動後の 3D Structure Prediction 処理リクエストに対する問い合わせ番号の一覧が表示され、Request ID を確認できます。
(図 6-9-5)

図 6-9-5 リクエスト ID 一覧(選択中の Request ID は色付背景で表示される)

80

このリクエスト ID 一覧画面において、RequestID をクリックすると、背景色が変わり、⑧の requestID 入力ボックスに自動入力されます。
！注意
GeneWebⅢ起動以前のリクエストに対する Request ID は保存されていません。
GeneWebⅢを一度終了させ、後で結果を表示させたい場合は、Request ID をメモしておいてください。
この ID を入力することにより、以前実行させた結果を表示することができます。
ただし、結果の保存期間は 1 ヶ月です。

⑩ 「Submit」ボタンをクリックすると、結果 pdb 形式ファイルが別ブラウザ画面に表示されます。
⑪ 結果 pdb 形式ファイルを「ファイル名.pdb」として、名前付けて保存 (ブラウザによってはテキスト形式を選択) を行い、RasMol と呼ばれるフリーソフトを用いて開けると、立体表示することができます。

81＜RasMol のダウンロードの方法＞
pdb ファイルの内容を表示するためには、RasMol と呼ばれるフリーソフトが必要です。
RasMol を使用する前に現在使用しているパソコンに、「RasMol」をダウンロードしなければ、使用できません。
⑫ ブラウザで下記の URL アドレスを入力します。(図 6-9-6)
http://openrasmol.org/

図 6-9-6 RasMol ホームページ82

⑬ RasMol ホームページの「Sofwtare Distributions」からダウンロードするバージョンを選択します。(図 6-9-7)

図 6-9-7 Software Distributions⑭ 使用しているコンピュータに合わせてバージョンを選び、ダウンロードします。
(図 6-9-8)

図 6-9-8 RasMol ダウンロード一覧
83