平成 20 年度
日本バイオインフォマティクス学会（JSBi）
バイオインフォマティクス技術者認定試験
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問1
ミトコンドリアに関する以下の記述について不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1 真核生物の細胞小器官であり、外膜と内膜の二つの脂質二重膜に包まれている。
2 好気性細菌が真核生物の祖先に共生することによって獲得されたと考えられている。
3 ミトコンドリア DNA は、父親から子に受け継がれる特性を利用して、家系を追跡するための研究に利用される。
4 脂肪酸の β 酸化や、電子伝達系による酸化的リン酸化によるエネルギー生産を行う細胞小器官である。

問2
細胞分裂における細胞周期では、細胞の状態は 4 つの「期」に分けられて解釈されている。
G1 期において細胞内部で起こっている現象としてもっとも適切なものを選択肢の中から一つ選べ。

1 細胞分裂期
2 細胞分裂の準備期
3

DNA 合成期

4

DNA 合成の準備期-2-

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問3
転写調節に関連する記述として適切でないものを選択肢の中から一つ選べ。
1 シス調節領域とは、転写活性を調節するタンパク質に認識される DNA 上の塩基配列をさす。
2 シス調節領域は、それによって発現が調整される構造遺伝子の上流に常に存在する。
3

DNA 上の特定の配列を認識して、転写活性を調節するタンパク質をトランス調節因子と呼ぶ。

4 プロモーターとエンハンサーはシス調節領域である。

問4
ヒトの血液型の遺伝に関して、B 型の父親と AB 型の母親から産まれる子供の血液型は何か。
可能性をもつ全ての血液型の組合せとしてもっとも適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1

A 型、B 型

2

B 型、AB 型

3

A 型、B 型、AB 型

4O 型、A 型、B 型、AB 型-3-

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問5
エンドウの種子の形には「丸」と「しわ」の対立形質があり、子葉の色には「黄」と「緑」の対立形質がある。純系の「丸・緑」と「しわ・黄」の F1 は「丸・黄」となるが、そのF2 表現型の分離比（丸・黄：丸・緑：しわ・黄：しわ・緑）は次のうちのどれになるか。
もっとも適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1

9：3：3：12

4：2：2：13

1：1：1：14

2：1：2：1

種子：丸

種子：しわ

子葉：緑

子葉：黄

F１
種子：丸
子葉：黄

F２

F２

F２

F２

種子：丸

種子：丸

種子：しわ

種子：しわ

子葉：黄

子葉：緑

子葉：黄

子葉：緑

-4-

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問6
ヒトの生命活動に必要な ATP を産生するしくみ（内呼吸）ともっとも関係の低いものを選
択肢の中から一つ選べ。
1 カルビン回路
2 解糖系
3 電子伝達系
4 クエン酸回路

問7
生体内で、一般的にエネルギー通貨（貨幣）と呼ばれている物質はどれか。もっとも適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1

ATP

2

CTP

3

GTP

4

TTP

問8
次に示したアミノ酸配列のうち、もっとも疎水性が高いと考えられるものを選択肢の中から一つ選べ。
1

Asp (D) － Thr (T) － Glu (E)2

Val (V) － Leu (L) － Ile (I)3

Gln (Q) － Asn (N) － Ser (S)4

His (H) － Arg (R) － Lys (K)-5-Copyright © 2008 Japanese Society for Bioinformatics. All Rights Reserved.

問9
タンパク質の翻訳後修飾に関する以下の記述について不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1 リン酸化、糖鎖付加（グリコシル化）、脂質付加、水酸化、ユビキチン化などがある。
2 翻訳後修飾によって、機能の発現と調節、安定化、細胞内移行や局在化、細胞外への分泌などが制御される。
3

GPI アンカーはプロテインフォスファターゼにより切断される。

4

O - グリコシル化はセリン残基やスレオニン残基への糖鎖付加によって起こる。

問 10
生体膜に関する以下の記述について

a

から

d

内に入る語句の組合せとして適切なものはどれか。選択肢の中から一つ選べ。
生体膜の基本をなすのは
a

b

は
d

であり、それ以外にステロールや糖脂質が含まれる。

の部分と炭化水素鎖の部分を外側に、 c
または

a

c

の部分からなる極性分子であり、bのの部分を内側に向けて互いに集まり、流動性の脂質二重層を作るか、として球状の構造になる。

1(a) 糖鎖(b) 疎水性(c) 親水性(d) ミセル2(a) リン脂質(b) 親水性(c) 疎水性(d) ミセル3(a) 糖鎖(b) 親水性(c) 疎水性(d) ラフト

4(a) リン脂質(b) 疎水性(c) 親水性(d) ラフト-6-

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問 11神経伝達ともっとも関係の低いものを選択肢の中から一つ選べ。
1GABA

2 シャペロニン
3 アセチルコリン
4 セロトニン

問 12
20,000 塩基対で構成された完全に相補的な二本鎖 DNA において、シトシンの含有量が 20%だとすると、この DNA 中にアデニンは何塩基存在するか。もっとも適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1

4,000 塩基26,000 塩基38,000 塩基412,000 塩基

問 13
コドンとアンチコドンの塩基対形成に関連する記述として不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1 コドンの三番目とアンチコドンの一番目の間で形成される非 Watson-Crick 型の塩基対のことをシュードノット (pseudoknot) と呼ぶ。
2 コドンの三番目のシトシンやウラシルは、アンチコドンの一番目のイノシンと対合できる。
3 アンチコドンの一番目にあるウラシルは修飾されている場合がある。
4 コドンの三番目のアデニンと対合するアンチコドンの一番目の塩基は、原核生物の場合
ウラシルのみだが、真核生物の場合ウラシルとイノシンがある。

-7-

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問 14a

スプライシングに関する以下の記述についてからd内に入る語句の組合せとして適切なものはどれか。選択肢の中から一つ選べ。
aにおいて、DNA から転写された

b

には

c

と呼ばれる直接タンパク質のアミノ酸配列をコードしていない部分が存在する。スプライシングは、この残りの部分を結合して

d

c

を除き、

を作ることをいう。

1(a) 真核生物(b) mRNA 前駆体(c) イントロン(d) 成熟 mRNA2(a) 真核生物(b) mRNA 前駆体(c) エキソン(d) 成熟 mRNA3(a) 原核生物(b) tRNA(c) イントロン(d) タンパク質

4(a) 真核生物(b) mRNA 前駆体(c) エキソン(d) タンパク質

問 15
がん遺伝子やがん抑制遺伝子に関する以下の記述について不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1RB や p53 はがん抑制遺伝子として知られている。

2

ras や myc はがん遺伝子として知られている。

3 ゲノムのがん遺伝子に変異が起こることで、がん化が抑えられる。
4 がん抑制遺伝子は、がんにならないようにする機能を持っている。

-8-

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問 16
クローニングに関する以下の記述について不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1 ショットガンクローニングの一つの方法として、制限酵素を用いてゲノム DNA を断片化し、その断片を制限酵素で切断したプラスミドに DNA リガーゼを用いて組み込むことが行われる。
2 多数の DNA クローンの塩基配列の重なりを見つけながら、それらのクローンをアセン
ブルすることによってゲノム全体の配列を知ることができる。
3 プラスミドやファージは、細菌内で増殖するので、それらにクローニングしたい遺伝子を組み込み、細菌内に送り届けるベクターに使うことができる。
4 大腸菌と酵母のような異なる生物種の両方で増殖するプラスミドベクターは、両生物種で共通に機能する一つの複製開始点 (ori) をもつ。

問 17
PCR（ポリメラーゼ連鎖反応）について、不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1 プライマーが必要である。
2 少量のサンプル（DNA または RNA）があれば増幅することができる。
3 タンパク質を増幅することができる。
4 制限酵素認識部位を作成することができる。

問 18
次に示した分子生物学の実験手法名の中で、通常使われないものはどれか。選択肢の中から一つ選べ。
1 イースタンブロッティング
2 サザンブロッティング
3 ウェスタンブロッティング
4 ノーザンブロッティング-9-Copyright © 2008 Japanese Society for Bioinformatics. All Rights Reserved.

問 19
プロテオームに関する以下の記述について不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
12 次元ゲル電気泳動はタンパク質の等電点と分子量の 2 つのパラメーターの違いに基づいて、タンパク質を分離する。

2 タンパク質を構成するアミノ酸の配列を知るために質量分析装置が利用できる。
3

タンパク質相互作用を実験的に同定するために酵母ツーハイブリッド法を用いることができる。

4 タンパク質はしばしばリン酸基で修飾されているが、リン酸基の分子量はタンパク質全体からみれば小さいので、質量分析装置ではそのようなタンパク質修飾を検知できない。

問 20
タンパク質など生体高分子の立体構造を決定する実験的手法として不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1 赤外分光法2

X 線回折法3NMR 法

4 電子顕微鏡法- 10 -

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問 21
コンピュータ上では、数値は二進数で扱われる。十進数の 2008 を二進数で表現すると「11111011000」となる。ここで、2008 を 4 で割った商である十進数の 502 は、二進数ではどのように表現されるか。適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1

111110110

2111011000

3111110101

4

111010111

問 22
下記の図（ア）は、いくつかの論理素子を接続した論理回路を表現している。この回路では、A、B は入力であり X が出力である。この回路に対する入出力の結果によって真理値表（イ）を作成した。ここで、真理値表の (a)、(b) に入る値の組み合わせとして適切なもの
を選択肢の中から一つ選べ。

図（ア）

論理回路図

1

(a) = 0、(b) = 02(a) = 0、(b) = 13(a) = 1、(b) = 04(a) = 1、(b) = 1

A

B

X

0

0

(a)

0

1

1

1

0

1

1

1

(b)

表（イ）

- 11 -

真理値表

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問 23
近年のコンピュータシステムでは、ある技術により、システム上に物理的に実装されているメモリ量を超えるような大規模なプログラムや複数のプログラムを実行することが可能となっている。この技術の名称としてもっとも適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1 レジスタ2 仮想記憶3 キャッシュ機構
4 半導体ディスク

問 24
コンピュータをローカルエリアネットワーク（DHCP で無い場合）に接続する際の設定で必要でないものを選択肢の中から一つ選べ。
1

IP アドレス

2 ネットマスク
3 ゲートウェイアドレス
4 メールアドレス- 12 -

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問 25
与えられたデータの列を一定の順序に並べ替えるソートアルゴリズムの一つに、バブルソートがある。バブルソートでは、データ列の最初の要素から最後の要素に向かって、隣接する 2 つの要素を順に比較し、2 つの要素が正しい順番に並んでいない時には交換を行うという処理を必要なだけ繰り返していく。データ間の交換がもう必要ないと判断できた場合には、そこで処理を終了するものとする。このバブルソートに関する記述として不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1

バブルソートは、各種のソーティングアルゴリズムのうち交換法の一種に分類される。

2 最初の要素から最後の要素までの比較が済むと、最後の要素については最小値または最大値として確定するので、次回からは比較の範囲を１つ狭めても良い。
3 データが初めから正順に並んでいたときは計算が最も早く終了し、逆順に並んでいたときは計算が最も遅くなる。
4 理解しやすい簡便な方法ではあるが、選択法に比べて必要なメモリ容量が多くなるという欠点がある。

問 26
ソートのアルゴリズムに関する以下の記述について間違っているものを選択肢の中から一つ選べ。
1 与えられたデータ数が n のとき、バブルソートの計算量 O ( n ) である。
2

2 与えられたデータ数が n のとき、クイックソートの計算量は O(n log n) である。
3 左から右に数値データを昇順に並べるとき、クイックソートではまずピボット M より小さいデータを M の左に、M より大きいデータを M の右にあつめる。そのあと、M の左側および右側に対してクイックソートを再帰的に適用することによりソートが完了する。
4 左から右に数値データを昇順に並べるとき、直接挿入法は、左側から昇順に整列させながら、その整列済みの範囲を左側にむかって徐々に拡大させながら整列する方法である。

- 13 -

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問 27
データ格納方法としてキューを用いる。アルファベットの文字データをキューに出し入れする。データの操作をA enque
B enque
C enquedequedeque
D enque
A enquedequedequeのように行ったとき、最後の deque で取り出されるデータとして正しいものを選択肢の中から一つ選べ。ただし、enque はデータを追加する操作、deque はデータを取り出す操作
である。
1

A

2

B

3

C

4

D

- 14 -

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問 28
下図の決定性有限オートマトンは 2 つの状態 S0 と S1 をもつ。S0 は初期状態である。入力
数列は１あるいは 0 である。このオートマトンに関する記述で不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
表

状態遷移表

入力状態

1

0

S0

S1

S0

S1

S0

S1

1 入力数列が 00111 のとき、状態は S1 となる。
2 入力数列中に 1 が偶数個あるときは、状態は S0 となる。
3 入力数列が 01010010101 のとき、状態は S1 となる。
4 入力数列中に 0 が偶数個あるときは、状態は S1 となる。

問 29
データの検索を高速化するための基本的な技法として、インデックス（索引）がある。インデックスに関する以下の記述のうち、不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1 件数の大きなデータほど、インデックスをあらかじめ作成しておく効果が大きい。
2 検索されるデータの１件ごとのサイズが大きいときは、あらかじめインデックスを作成しておく効果があまり得られない。
3 一般的には、データが頻繁に挿入または削除されるケースよりは、データが静的な場合のほうがこの手法を導入しやすい。
4 データの挿入または削除があっても、インデックスの大幅な作り直しは保留して、データを特殊な領域に書き留めておくという方法もある。

- 15 -

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問 30
次に示した説明文のなかでデータベースのモデルの一つであるリレーショナルデータベースに関する説明として不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1 データをリレーション（関係）と呼ばれる単位で管理する。リレーションは 2 次元のテーブルとして表現することができる。
2 結合演算を用いて、リレーション間の情報を結びつけることができる。
3 リレーショナルデータベースを管理するソフトウェアは、RDBMS と呼ばれる。
4

RDBMS 上で採用される主要なデータベース言語（問い合わせ言語）としては Ruby が
ある。

問 31
大学 4 年生の学籍簿に対して下記の SQL 文を実行する。結果として得られるデータでもっとも適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
SELECT 学籍番号 FROM 学籍簿
WHERE 研究室番号 > 300

AND 評価点 <= 82 ;

表：学籍簿
学籍番号

名前

評価点

研究室番号

1000

伊藤かおり

71

302

1001

坂本京子

83

301

1002

田中正

77

202

1003

藤堂新一

82

301

1004

山田太郎

85

101

1

1000、1003

21001、1003

3

1000

4

1003

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問 32
コンピュータ上でのデータの記述形式には、様々なものが開発されているが、その中でも
XML (Extensible Markup Language) はもっとも普及した形式の一つである。次に示した
記述のうち、不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1

XML では、各要素をタグで囲み、階層的なデータ構造を入れ子で表現する。

2

XML では、ユーザが新たなタグを定義して、言語を拡張していくことができる。

3

XML を効率的に扱える XML データベースが商品化されている。リレーショナルデータ
ベースの中にも XML を格納可能なものが開発されている。

4

XML データベースでは、画像や音声などのデータは扱えない。

問 33
コインを投げ、表が出たか、裏が出たかを調べるという試行をくり返す。このコインの表、裏が出る確率はそれぞれ 1/2 であり、各試行は独立であるとする。この試行に関連する記述として不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1 この試行を繰り返した時、10 回続けて表が出た。この時、その次の試行では裏が出る確率が高い。
2 このコイン投げを 100 回行った時、表が出る回数の期待値は 50 回である。
5! ⎛ 1 ⎞⎜ ⎟ と計算される。
3!2! ⎝ 2 ⎠5

3

5 回の試行で、表が 3 回、裏が 2 回出る確率は、

4 この問題では、コインの表あるいは裏が出ること以外の事象（コインが立つ等）の確率
は 0 と仮定されている。

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問 34
二つの確率変数 X、Y を考える。不適切な記述を選択肢の中から一つ選べ。
ここで、それぞれの記号は次の意味で用いられる。

P (A, B )A、B の同時確率

E (A )A の平均

V (A )A の分散

1

X、Y が独立の時、X、Y の同時確率 P (X, Y )は、それぞれの確率の積 P (X )P (Y )に等しい。

2

Y が生じたという条件のもとで X が生じる条件付き確率 P (X |Y )は、次の式で表される。P (X, Y ) / P (Y )3

X の分散 V (X )は、X 2 の平均と X の平均の二乗を用いて次のように表される。E (X 2 )− [E ( X ) ]2

4

X、Y が独立でない時、積 X Y の平均 E (X Y )は、それぞれの平均の積 E (X )E (Y )に
等しい。

問 35
それぞれ、平均 0、分散１の標準正規分布に従う独立な確率変数 X と Y に関する記述のう
ち、不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1

X と X 2 の相関係数は 0 である。

2
3

X + Y の分散は１である。
X + Y は正規分布に従う。

4

X と Y の相関係数は 0 である。

- 18 -

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問 36
次のクラスタ解析の手法の中で非階層的クラスタリングではないものを選択肢の中から一
つ選べ。
1

K-平均法

2 自己組織化マップ
3

Fuzzy c-means

4

UPGMA

問 37
回帰分析や学習アルゴリズムを用いてサンプルデータからモデルを構築したとき、そのモデルの良さを確認するために交差検証法 (cross-validation) が行われる。交差検証法に関する記述として不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1 交差検証法の目的は、未知の入力データに対するモデルの汎化誤差を推定して、モデルの頑健さを検査することである。
2 サンプルデータを n 個の部分に均等に分け、そこから順に１つをテスト用に確保し、残り n－1 個をモデルの作成に用いる方法を n -fold 法と呼ぶ。
3n -fold 法における n の値が n=2 であるときは、毎回半分のデータをテスト用に、残りの半分を学習用に用いることになるが、これを特に Red-Black tree 法と呼ぶ。

4n -fold 法における n の値がサンプルデータの個数と等しいときは、毎回 1 データだけをテスト用に、残りを学習用に用いることになるが、これを特に leave-one-out 法と呼ぶ。

- 19 -

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問 38
1,000 人のサンプルに関してある性質の陽性・陰性の予測を試みたところ、50 人が陽性、950 人が陰性との予測結果になった。その後、全てのサンプルに対して厳密な実験を行った
ところ、実際には下記の表に示すような確定結果を得た。この手法に関する記述として、不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
確定結果

予測結果

陽性

陰性

陽性

45 人

5人

陰性

5人

945 人

1 確定結果が陽性である人について、90％の確率で正しく陽性と予測できた。
2 確定結果が陰性である人について、99％以上の確率で正しく陰性と予測できた。
3 陽性と予測された人のうちおよそ 10％は、実際には陰性であった。
4 陰性と予測された人のうちおよそ 5％は、実際には陽性であった。

- 20 -

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問 39
意志の決定プロセスなどをグラフを用いて表現する方法に決定木がある。ある商店において、売られている 6 種類のマグカップの売れ行きを調べた結果、次のような結果が得られた。この表を元にして売れ行きを予測するための決定木を作成した。もっとも適切なもの
を選択肢の中から一つ選べ。
マグカップの特徴

マグカップの

サイズ

色

模様

売れ行き

大

赤

ストライプ

高い

小

赤

水玉

高い

大

青

ストライプ

低い

大

青

水玉

高い

小

黄色

ストライプ

低い

大

黄色

水玉

低い

- 21 -

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問 40
下図のようなプロファイル HMM がある。状態間の遷移確率は図中に示されている。
各状態での文字の出力確率は、M1、M2、M3 の各状態では以下のようになっている。
M1：

P(A)=0.0、P(T)=0.5、P(G)=0.5、P(C)=0.0

M2：

P(A)=1.0、P(T)=0.0、P(G)=0.0、

P(C)=0.0

M3：

P(A)=0.0、P(T)=0.0、P(G)=0.9、P(C)=0.1

また Ins 状態では、位置によらず P(A)=P(T)=P(G)=P(C)=0.25 である。
この HMM から、「start → T → A → G → A → end」という出力文字列が観測されたとする。以下の選択肢に示された状態遷移パスのうち、この出力文字列を発生させる確率がもっとも大きいものを一つ選べ。

T

A

G

A

1

start → Ins → M1 → M2 → M3 → end

2start → M1 → Ins → M2 → M3 → end

3start → M1 → M2 → Ins → M3 → end

4start → M1 → M2 → M3 → Ins → end- 22 -

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問 41
次に示したデータベースに登録されているデータの内容とデータベース名の組み合わせの中で不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1 疾患データベース － CDD、CATH、FSSP
2 塩基配列データベース － GenBank、EMBL、DDBJ
3 遺伝子多型データベース －dbSNP、HGVbase、HapMap

4 パスウェイデータベース －KEGG、TransPath、AfCS

問 42
タンパク質モチーフ統合データベースである InterPro に組み込まれているデータベースとして不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1

SMART

2

COG

3

PROSITE

4

Pfam

問 43
遺伝子発現のデータベースとして不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1

NCBI GEO

2

ArrayExpress

3

MIAME

4

Stanford Microarray Database- 23 -

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問 44以下に示すデータはフラットファイル形式で記された GenBank の遺伝子エントリーの一部である。このデータから読み取れる情報として不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
なお、出題と関係していない項目については、適宜省略してある。
LOCUS
NC_010468
2031 bpDNAlinearBCT 30-JUL-2008
SOURCE
Escherichia coli ATCC 8739
FEATURES
Location/Qualifiers
source1..2031/organism="Escherichia coli ATCC 8739"/mol_type="genomic DNA"
CDS
1..2031/locus_tag="EcolC_0143"/note="PFAM: alpha amylase catalytic region
SMART: alpha amylase catalytic sub domain
KEGG: sfx:S4154 alpha-amylase"/codon_start=1/transl_table=11/product="alpha amylase catalytic region"/translation=" MKLAACFLTLLPGFAVAASWTSPGFPAFSEQGTGTFVSHAQLPK*************************** 略 ******************************GTRPLTLNFDQQC"
1..54

sig_peptide
ORIGIN
1 atgaaactcg ccgcctgttt tctgacactc cttcctggct tcgccgttgc cgccagctgg
61 acttctccgg ggtttcccgc ctttagcgaa caggggacag gaacatttgt cagccacgcg//****************************** 略 *******************************
1981 cgtgagcatg gcgacgataa agtgctggtc gtctgggcag ggcaacagta a

12031 塩基配列からなる大腸菌の遺伝子である。

2

cDNA から塩基配列が解読されていることがわかる。

3 遺伝子産物がアミラーゼ活性をもつことがわかる。
4 シグナルペプチドをもつタンパク質をコードしていることがわかる。

- 24 -

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問 45
下図は PDB データベースで、あるがん遺伝子を検索して得られたデータの一部である。そ
の記述について不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
なお、出題と関係していない項目については、適宜省略してある。
HEADERTITLE
TITLE
COMPNDCOMPNDCOMPNDCOMPND
SOURCE
SOURCE
SOURCE
SOURCEEXPDTAAUTHORAUTHORAUTHORREVDATJRNL

PROTO-ONCOGENE
27-JAN-97
1AA9
HUMAN C-HA-RAS(1-171)(DOT)GDP, NMR, MINIMIZED AVERAGE
2 STRUCTURE
MOL_ID: 1;
2 MOLECULE: C-HA-RAS;
3 CHAIN: A;
4 FRAGMENT: RESIDUES 1 - 171;
MOL_ID: 1;
2 ORGANISM_SCIENTIFIC: HOMO SAPIENS;
3 ORGANISM_COMMON: HUMAN;
4 GENE: HUMAN C-HA-RAS GENE;NMR
Y.ITO,Y.YAMASAKI,Y.MUTO,G.KAWAI,S.NISHIMURA,T.MIYAZAWA,
2 S.YOKOYAMA,RIKEN STRUCTURAL GENOMICS/PROTEOMICS INITIATIVE
3 (RSGI)
1
29-JUL-97 1AA90AUTH
Y.ITO,K.YAMASAKI,J.IWAHARA,T.TERADA,A.KAMIYA,

中略
DBREF 1AA9 A
1
171 UNP
P01112
RASH_HUMAN
1
171
SEQRES1 A 171 MET THR GLU TYR LYS LEU VAL VAL VAL GLY ALA GLY GLY
SEQRES2 A 171 VAL GLY LYS SER ALA LEU THR ILE GLN LEU ILE GLN ASN
中略
HELIX
HELIX
HELIX
HELIX
HELIX
SHEET
SHEET
SHEET
SHEET
SHEET
SHEET

1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
6

H1 LYS A
16 ILE A
24 1
H2 ASP A
69 ARG A
73 1
H3 GLU A
91 LYS A 104 1
H4 GLU A 126 TYR A 137 1
H5 VAL A 152 GLN A 165 1
S1 6 SER A 39 ILE A 46 0
S1 6 GLU A 49 ASP A 57 -1
S1 6 THR A
2 VAL A
9 1
S1 6 GLY A 77 ILE A 84 1
S1 6 PRO A 110 LYS A 117 1
S1 6 PRO A 140 THR A 144 1

中略
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM

1
2
3
4
5
6

N
CA
C
O
CB
CG

MET A
MET A
MET A
MET A
MET A
MET A

1
1
1
1
1
1

129.640130.624130.508
129.625130.340131.298

14.669 -14.847
13.884 -14.049
12.401 -14.404
11.993 -15.134
14.070 -12.561
15.114 -11.985

1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00

2.13
1.42
1.16
1.52
0.96
1.06

N
C
C
O
C
C

中略
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM

17
18
19
20
21
22
23

H1
H2
H3
N
CA
C
O

MET A
MET A
MET A
THR A
THR A
THR A
THR A

1
1
1
2
2
2
2

129.044129.043130.148131.392
131.334130.993131.108

14.019 -15.399
15.230 -14.208
15.307 -15.492
11.591 -13.891
10.134 -14.195
9.362 -12.927
9.865 -11.830

1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00

2.33
2.50
2.68
0.74
0.55
0.46
0.48

H
H
H
N
C
C
O

9
5
14
12
14
O
O
O
O
O

LEU A 53LEU A
6LEU A 79
VAL A 112
ILE A 142

N
N
N
N
N

LYS A 42LEU A 56
VAL A
9CYS A 80
GLY A 115

後略

1 この情報は，ヒト Ha-Ras タンパク質の立体構造に関するものである。
2 このエントリーの ID は 1AA9 である。
3 このタンパク質の 16 (Lys) から 24 (Ile) までは、αへリックス構造をとっている。
4 このタンパク質の 1 (Met) の Cαの座標は (130.508, 12.401, -14.404) である。

- 25 -

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問 46
生物学分野での代表的なオントロジーデータベースである Gene Ontology では、遺伝子産物を 3 つの意味概念によって階層的に分類している。そのうち、二つは、molecular functionと cellular component である。残り一つの概念は、何と呼ばれるか。選択肢の中から一つ選べ。
1molecular structure2

biological process3

metabolic pathway

4

sequence homology

問 47
4 塩基よりなる塩基配列のモチーフを、次のような重み行列で表現した。

position 1

position 2

position 3

position 4

A

10

-21

-11

-10

T

1

-22

-15

23

G

-20

13

12

-21

C

-20

-22

3

-15

この重み行列を用いて、7 塩基の長さの配列、AGAGGTC を検索した時に、最も高いスコアを示す部分配列はどれか。選択肢の中から一つ選べ。
1

AGAG

2

GAGG

3

AGGT

4

GGTC

- 26 -

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問 48
下記の 2 本のアミノ酸配列のアライメントについて、BLOSUM62 スコア行列（下記）を用
いてスコアを計算したい。スコアとして適切な値を、選択肢の中から一つ選べ。

D D D G W
| ・ ・ ||
D E E G W
1

35

2

27

3

23

4

22

- 27 -

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問 49
長さ 5 のある DNA 配列モチーフを考える。いま下記の 4 つの配列が実際に観測されたとす
るとき、このモチーフに対する相対エントロピースコアを求めよ。選択肢の中から、適切な値を一つ選べ。ただし相対エントロピースコアは次式で与えられるものとする。
ここで f j (a ) は、配列モチーフの j 文字目における塩基 a の出現頻度を表す。p (a ) は塩基 aが一般に観測される背景確率で、 p (A) = p (G ) = p (T) = p (C) = 0.25 とする。
5

相対エントロピースコア∑＝∑ f j (a) ⋅ log 2

j =1 a∈{A,T, G,C}

モチーフ配列

1

2

3

4

5

配列 1： T A T A T
配列 2： T A T T T
配列 3： T A A G T
配列 4： T A A C T

1

3.5

2

5.0

3

6.5

4

7.0

- 28 -f j (a)p (a )

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問 50
以下の 2 本の塩基配列において、両配列間で対応する塩基数が最大となるように、ギャップの挿入を許すアラインメントを行う。塩基が対応するとは、A-A、T-T、G-G、C-C というように塩基が完全に一致することである。簡単のために、ギャップペナルティ、塩基配列の不一致については考慮しない。アラインメントした両配列の塩基が一致する最大数でもっとも適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
ATGCATGCAATCAACG
1

3

2

4

3

5

4

6

- 29 -

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問 51
DNA 塩基配列２本のグローバルアラインメントを動的計画法を用いて作成する。動的計画
法の漸化式は、⎧ D(i − 1, j − 1) + s (i, j )⎪D(i, j ) = Max ⎨ D(i − 1, j ) − p⎪ D(i, j − 1) − p⎩とする。ここで、 s (i, j ) は、第一の配列の i 番目の塩基と第二の配列の j 番目の塩基が一致していれば１、不一致であれば 0 の値をとる。p は、ギャップペナルティであり、正の値 2をとる。漸化式を 5’側から解き、 D(i −1, j −1) 、 D(i −1, j) 、 D(i, j − 1) は図のように既に求まっているとする。一方の配列の i 番目の塩基は G、他方の配列の j 番目の塩基は T とする。
この時、 D(i, j) の値を選択肢の中から一つ選べ。

…
…

D ( i －1, j －1)=9

D (i －1,…

D (i, j －1)=8

D (i, j )j )=10

…

1

7

2

8

3

9

4

10

- 30 -

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問 52
FASTA に関する記述について不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1

FASTA は、DNA の塩基配列やタンパク質のアミノ酸配列のデータベース検索を行う
ためのソフトウェアである。

2

塩基配列検索のとき、タプル (tuple) のサイズを k から k +2 にすると、検索速度は
32 倍速くなる。

3

FASTA は、部分一致文字列の検出にハッシュ表を用いている。

4 タプルのサイズが大きくなるとホモロジー検索速度は向上するが、検索の感度は低下す
る傾向がある。

問 53
相同性検索に用いられる BLAST には、クエリ配列と対象データベースのデータの種類によって使い分けられるいくつかの異なるバージョンがある。BLAST に含まれる blastp プロ
グラムでの、クエリ配列と対象データベースの組み合わせとして適しているものを選択肢の中から一つ選べ。
クエリ配列

対象データベース

1

タンパク質（アミノ酸配列） タンパク質（アミノ酸配列）2タンパク質（アミノ酸配列） DNA 配列

3DNA 配列タンパク質（アミノ酸配列）4DNA 配列DNA 配列- 31 -

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問 54
配列データベースに対して相同性検索を行ったとき、あるしきい値 X よりも高いスコアを持つヒットが何個くらい得られるかについては、Karlin-Altschul の理論がある。すなわち、ギャップ無しの局所アラインメントに関しては、得られるヒット数の期待値 E は下式で与えられる。

E = m n 2 -S
ただし、m は入力した問い合わせ配列の長さ、n はデータベース側の配列の全長、S はしき
い値 X をビットスコアと呼ばれるスコアに換算した値である。
ここで、長さ 400 残基の配列を、全長 25 億残基 (2.5 × 109 ) のデータベースに対して検索したとき、ビットスコア S = 30 のヒットはおおよそ何個得られるか。もっとも適切なものを選択肢の中から一つ選べ。ただし log10 2 = 0.3010... である。
1 およそ 10 個
2 およそ 100 個
3 およそ 1,000 個
4 およそ 10,000 個

問 55
2 つのゲノム配列をハープロットによって解析してわかるものとして不適切なものを選択
肢の中から一つ選べ。
1 相同性
2 反復部位
3 欠損部位4 置換行列- 32 -

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問 56
真核生物のゲノム配列の中からアミノ酸をコードする部分を検出する際に利用する情報として不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1 オープンリーディングフレーム (ORF)
2

GC 含量

3 スプライシングのドナーとアクセプター
4 一塩基変異 (SNP)

問 57
タンパク質をコードしている遺伝子の進化の過程における塩基置換は同義置換と非同義置換に分類される。次の同義置換と非同義置換に関する記述の中で不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1 同義置換はアミノ酸を変化させない置換で、非同義置換はアミノ酸を変化させる置換である。
2 タンパク質レベルでの選択圧を受けないので、一般的には同義置換率（同義置換数/同義
サイト数）は、非同義置換率（非同義置換数/非同義サイト数）よりも小さい。
3 ウイルスの表面抗原の抗体によって認識される部位では、抗体による認識を避けるため
アミノ酸置換が加速されることがあり、その部位では、非同義置換率は同義置換率よりも大きくなる。
4 マウスとヒトのオーソログ遺伝子を比較する場合、同義置換率は遺伝子によらずほぼ一定の値になるが、非同義置換率はコードされる遺伝子によって大きく異なる。

- 33 -

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問 58
系統樹を表記する方法として Newick format とよばれる括弧を利用した入れ子表現がある。
5 つの生物種の進化的関係についての Newick format による表現が ((1, 4), 2,(3, 5)) であるとする。この表現で表わされる系統樹を選択肢の中から一つ選べ。

1

2

3

4

問 59
タンパク質の立体構造のグラフィクス表示プログラムではないものを選択肢の中から一つ
選べ。
1

Chime

2

PyMol

3

MEGA

4

MolScript- 34 -

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問 60
αヘリックスが 15 個のアミノ酸より構成されているとする。一つのアミノ酸を、その Cαのデカルト座標 (x, y, z ) を３つの変数として持つデータと考え、先のαへリックスを構成する 15 個のアミノ酸に対して主成分分析を行う。第一主成分に対応するベクトルの、αへ
リックスの構造に対しての向きを選択肢の中から一つ選べ。

- 35 -

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問 61
次の図は、あるタンパク質の立体構造のコンタクトマップの模式図である。図中斜めの太い線のそれぞれは、10Å以内にある残基対の集合を表す。このタンパク質は、N 末側からβαβαβαβαβαという二次構造の構成をとっている。βストランドの配向に着目した時、このタンパク質の構造として正しいものを選択肢の中から一つ選べ。図中、○はヘリックス、△はストランドであり、同じ向きの△の隣接は平行シート、逆向きの△の隣接は逆平行シートの形成を表しているとする。

- 36 -

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問 62タンパク質の二次構造予測法として不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1

GOR 法

2

NJ 法

3

Chou-Fasman 法

4

PHD 法

問 63
次の立体構造分類に関する記述のうち、不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1 スーパーフォールドとは、進化的類縁関係が考えられないようなタンパク質間であっても共通して現れる類似フォールドの集合である。
2

SCOP、CATH などの構造分類データベースは非階層的に構築されている。

3 構造分類における立体構造のクラスの代表的なものとして、all α、all β、α/β、α+βがある。
4 タンパク質の立体構造は、通常ドメインを単位として分類される。

問 64
タンパク質の立体構造予測に関連した下記の記述のうち、不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1Sippl らは、タンパク質配列を正しい立体構造と偽の立体構造とに当てはめたとき、この両者を残基間の安定性の差として区別できることを見いだし、Differential Display法と名付けた。

2

Sali らが開発した MODELLER プログラムは、ホモロジー法に基づくタンパク質立体
構造予測を行う。

3

Dunbrack らが開発した SCWRL は、側鎖ロータマーのライブラリである。

4

Eisenberg らは、与えられた立体構造から、それに最もふさわしいアミノ酸配列を求める逆フォールディング問題に取り組んだ。

- 37 -

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問 65
生体高分子の立体構造解析に用いられる計算手法のうち、分子動力学法と分子力学法に関する以下の記述において、不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1 分子動力学法は、英語では Molecular Dynamics であり、MD という略称も使われる。
2 分子力学法は、英語では Molecular Mechanics であり、MM という略称も使われる。
3 分子動力学法では、分子を構成する各原子の運動は、ニュートンの運動方程式で記述される。
4 分子力学法では、分子を構成する各原子の運動は、シュレーディンガーの波動方程式で記述される。

問 66
異なる生物のゲノムの比較に関連する以下の記述のうち、不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1 ゲノムアラインメントとは、オーソログ遺伝子のゲノム上の位置に基づき、それら遺伝子が最も対応する位置にくるように、全ゲノム構造を配置することである。
2 ゲノムリアレンジメントとは、逆位、転座などのように、染色体のある範囲の断片の向きや位置が変化することさす。
3ゲノムリアンレンジメントに基づく生物間の進化的距離の一つに、編集距離 (edit
distance) がある。

4

生物の種分化に伴い分岐した二つのゲノム中の相同遺伝子の関係をパラロガスと呼ぶ。

- 38 -

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問 67
5 種類の生物について、6 つの遺伝子 (A, B, C, D, E, F) のゲノム中の有無を調べ、各遺伝子の系統プロファイルを作成した。系統プロファイルは、生物種の数（この例では 5 つ）の要素を持つベクトルとして表現され、遺伝子が有る場合は 1、無い場合は 0 が要素となる。
以下の系統プロファイルから、その産物が相互作用すると予測される遺伝子の組み合わせ
を選択肢の中から一つ選べ。ただし、ベクトルの中の要素（生物種）の並びは、同じになっている。
＜系統プロファイル＞
遺伝子 A(1, 0, 0, 1, 1)

遺伝子 B(1, 0, 1, 0, 0)

遺伝子 C(0, 1, 0, 1, 0)

遺伝子 D(1, 0, 0, 1, 1)

遺伝子 E(1, 1, 1, 1, 1)

遺伝子 F(0, 1, 1, 0, 0)

1 遺伝子 A、遺伝子 D
2 遺伝子 B、遺伝子 C
3 遺伝子 A、遺伝子 B、遺伝子 E
4 遺伝子 B、遺伝子 D、遺伝子 F- 39 -

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問 68
たがいに遠い進化的関係にある 4 種の原核生物のあるオペロン中の遺伝子の並びを示す。4種の原核生物中、3 種以上の間で、オペロンの中で遺伝子の順番が保存されている場合、それらの遺伝子にコードされているタンパク質は相互作用すると予測する。遺伝子αとβの順番が保存するとは、例えば、オペロン中で遺伝子αが上流で、遺伝子βが下流にあるという関係が複数のゲノムで観察されることをさす。この時、他の遺伝子がその二つの遺伝子αとβの間に存在しても良いものとする。次のオペロン構造の図から予測されるタンパ
ク質間相互作用としてもっとも適切なものを選択肢の中から一つ選べ。

4 つの生物種のオペロン中での遺伝子の並び○はその中の文字で示される遺伝子の産物、線は遺伝子産物間の相互作用を示す。

- 40 -

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問 69
1 塩基多型 (SNP) の種類 (a) ～ (d) と、その意味（イ）～（ニ）の正しい組み合わせを
選択肢の中から一つ選べ。
(a)

cSNP

(b)

iSNP

(c)

rSNP

(d)

sSNP

（イ）遺伝子の発現制御領域の SNP（ロ）イントロン領域の SNP（ハ）タンパク質をコードしている領域のアミノ酸置換を生じない SNP（ニ）タンパク質をコードしている領域の SNP（狭義にはアミノ酸置換を生じる SNP）
1(a) –（イ）、(b) –（ロ）、(c) –（ハ）、(d) –（ニ）2(a) –（イ）、(b) –（ハ）、(c) –（ロ）、(d) –（ニ）3(a) –（ニ）、(b) –（ロ）、(c) –（イ）、(d) –（ハ）4(a) –（ニ）、(b) –（イ）、(c) –（ロ）、(d) –（ハ）問 70
ゲノムワイド関連解析 (GWAS) に関する記述で、不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1

GWAS を行うことによって、がん細胞の突然変異部位が見つかる。

2

GWAS は、遺伝的に影響のある疾患関連遺伝子を探す手法である。

3

GWAS を行うためには、より多くの検体（症例数）が望まれる。

4

GWAS を行うためには、より多くの SNP についての解析を行うことが望まれる。

- 41 -

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問 71
疾患における環境因子と遺伝因子の影響を調べるために、ハワイの日系人を用いた疫学調査が有名である。

aからc内に入る語句の組み合わせとしてもっとも適切なものはどれか。選択肢の中から一つ選べ。
ハワイの日系人は日系人同士の結婚が多いので、aは日本人と似ていると考えられる。

そのため、日本人と似た疾患パターンが得られた場合にはbの影響が強いと考えられる。一方、世代が進むにつれて現地人と似た疾患パターンになる場合には、cの影響が強いと考えられる。
1(a) 食生活(b) 環境因子(c) 遺伝因子2(a) 遺伝子(b) 環境因子(c) 遺伝因子

3(a) 遺伝子(b) 遺伝因子(c) 環境因子4(a) 食生活(b) 遺伝因子(c) 環境因子

問 72
マイクロアレイにおいて二色法を用いて測定された生データの傾向を分析するために、
MA-plot と呼ばれる図法が用いられる場合がある。M と A の二つの軸が描かれた二次元平面上に、各遺伝子に関する蛍光強度のデータがプロットされる。この MA-plot に関する記述のうち、不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1 縦軸は M (Minus) と呼ばれ、二色の強度の比（対数の差）を表す軸である。
2 横軸は A (Add) と呼ばれ、二色の強度の積（対数の和）を表す軸である。
3 誤差のない実験が行われていれば、プロットは完全に直線上に並ぶはずである。
4 もしも全体として右上がり（または右下がり）の傾向があれば、蛍光強度の強い領域で二つの色の片方が常に強めに（弱めに）出ていることになり、系統的誤差が発見できる。

- 42 -

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問 73
DNA マイクロアレイ実験において、複数のチップのデータを解析する際に、チップ間でのばらつきを補正する必要がある。この補正は一般に何と呼ばれるか。もっとも適切なもの
を選択肢の中から一つ選べ。
1 正規化
2log 変換3 ブートストラップ
4 交差検証法

問 74
遺伝子発現データのクラスタリングに関する記述で不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1 遺伝子発現データから、類似した発現パターンを示す遺伝子群をグループ化することをクラスタリングという。
2 遺伝子発現量の時間変化が類似している場合、それらの遺伝子が細胞内で協調して機能することが推定でき、遺伝子の未知機能や遺伝子間の依存関係を発見できる可能性がある。
3 遺伝子発現パターンのクラスタ数を決めるためには、発現データから推定した遺伝子間相互作用ネットワークの最大次数の値を用いるとよい。
4 遺伝子発現クラスタリングの精度を上げるために、関連の遺伝子のゲノム上にある転写因子のシス調節領域の比較が行われる。

- 43 -

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問 75
5 つの遺伝子 (A, B, C, D, E) から構成される人工的な遺伝子ネットワークの構造を推定するために、それぞれの遺伝子を破壊する実験を行った。実験と結果は以下の通りである。
この実験の評価として不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
＜実験と結果＞
遺伝子 A を破壊すると、遺伝子 B、C の発現量が抑制された。
遺伝子 C を破壊すると、遺伝子 D の発現量が増加した。
遺伝子 B を破壊しても他の遺伝子の発現量には変化が見られなかった。
遺伝子 D を破壊すると、遺伝子 E の発現量が増加した。
1 遺伝子 A は、遺伝子 B の発現量を増加させる。
2 遺伝子 C は、遺伝子 D の発現量を抑制する。
3 遺伝子 A の発現量が増加すると、遺伝子 D の発現量は増加する。
4 遺伝子 C の発現量が増加すると、遺伝子 E の発現は増加する。

問 76
トランスクリプトーム解析で通常に比べて高い発現が見られた遺伝子の産物が、プロテオーム解析においては発現量に変化が無い場合、どの段階で制御されていたと考えられるか。
もっとも不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。
1mRNA の分解による制御

2 タンパク質の分解による制御
3 翻訳開始における制御
4 翻訳速度による制御- 44 -

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問 77
タンパク質濃度 y が時間 t に関する微分方程式dy= k − y2dtで表される。k は正の定数である。この方程式の記述に関して不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。

1 定常状態(dy= 0 ) では、 y = k である。
dt

2 この方程式はタンパク質合成のためのミカエリス・メンテン式とよばれる。
3

k をタンパク質 y の合成速度と考えることは妥当である。

4y の分解は自己促進分解（y が増加すればするほど、y の分解速度が大きくなる）と考えることは妥当である。

- 45 -

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問 78
右図のようなタンパク質 X、Y、Z からなるフィードフォワードループがある。シグナル Sx を感知して、タンパク質 Z が合成される。Z の合成式はdZ= θx ⋅ θ y − Z
dt
Sx > 0⎧1⎧1
θx = ⎨
θy = ⎨
Sx = 0⎩0⎩0

Y > 0.5
Y ≤ 0.5

である。
（斜体の文字は対応する物質の濃度を表すものとする。）このとき、下図に与えられた Sx と Y の時
間変化に対する Z の時間変化曲線でもっとも適切なものを選択肢の中から一つ選べ。

- 46 -

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問 79
下図は出力値 y を目標値（入力値） y 0 に制御するフィードバックシステムである。出力値

y はβ 倍されて入力値にフィードバックされる。K はゲインである。このとき、K ( y 0 − β y ) = y の関係が成立するとする。このフィードバックシステムの記述に関して
不適切なものを選択肢の中から一つ選べ。

目標値
(入力値)

y0

出力値

K

y

β

1

y =

y
K
y 0 なので、 K >> 1 のとき、出力値 y → 0 となり、出力値 y は K の値
1 + βK
βの変化に対してロバストになる。

K >> 1 のとき、β の変化に対して、出力値 y はロバストになる。
3 K >> 1 、 β = 1 のとき、出力値 y → y 0 となる。

24

β が大きくなると、出力値 y は小さくなる。

- 47 -

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問 80
時間の関数である変数 y 1 、 y 2 からなるシステムの連立微分方程式がdy 1= 2y1 − 3y 2
dt
dy 2
= 4 y1 − 5y 2dt
⎛ 2 −3 ⎞⎟ の固有値を用いて、システムの安定性を論じることがで⎝ 4 −5 ⎠のように表される。行列 ⎜きるが、平衡状態（原点）におけるシステムの安定性に関する記述でもっとも適切なもの
を選択肢の中から一つ選べ。安定とは、システムに摂動が与えられた場合、すみやかに元の平衡状態にもどれることをいう。
1 固有値は 1、2 であるので、システムは安定である。
2 固有値は 1、2 であるので、システムは不安定である。
3 固有値は －1、－2 であるので、システムは安定である。
4 固有値は －1、－2 であるので、システムは不安定である。

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平成 20 年度
日本バイオインフォマティクス学会（JSBi）
バイオインフォマティクス技術者認定試験

【解答】

問１

問２

問３

問４

問５

問６

問７

問８

問９

問１０

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問１２

問１３

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問１７

問１８

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問２０

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問２８

問２９

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問６１

問６２

問６３

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問６５

問６６

問６７

問６８

問６９

問７０

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問７１

問７２

問７３

問７４

問７５

問７６

問７７

問７８

問７９

問８０

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