バイオインフォマティクスのためのPerl入門

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  • 2002年11月 発行
  • 420ページ
  • ISBN4-87311-103-X
  • 原書: Beginning Perl for Bioinformatics
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膨大なデータを扱うゲノム研究において、プログラミング知識は重要なスキルになっています。極めて強力なプログラミング言語でありながら、簡単で分かりやすいという特徴を持つPerlは、データ解析の最も有用なツールのひとつとして、多くのゲノム研究者に歓迎され、今やバイオインフォマティクスの定番ツールになっています。
本書は、プログラミング経験のないゲノム研究者のために書かれた実用的なPerlへの入門書です。新しい研究手法として重要なプログラミングスキルを身につけながら、Perlの初歩から研究現場での応用方法までを解説。研究に即したさまざまな課題を例にしながら、Perlを使ってその解決方法を示し、すぐに役立つたくさんのPerlプログラムやプログラミング手法を取り上げています。ゲノム研究のためにPerlでプログラミングを始めるなら、本書には入門に必要なすべてが詰まっています。

訳者まえがき
まえがき
        バイオインフォマティクスとは?
        バイオインフォマティクスでできること
        この本について
        この本は誰のためのものか
        なぜプログラムを学ばなければならないのでしょうか?
        この本の構造
        表記規則
        コメントと質問
        謝辞
第1章 生物学とコンピュータサイエンス
        1.1 DNAについてのまとめ
        1.2 タンパク質の構成
        1.3 シリコンチップの上で
        1.4 計算の限界
第2章 Perlを始めよう
        2.1 低く長い学習曲線
        2.2 Perlの利点
                2.2.1 プログラミングの易しさ
                2.2.2 簡単にプロトタイプを作成可能
                2.2.3 移植性、速度、プログラムの保守
                2.2.4 Perlのバージョン
        2.3 Perlをコンピュータにインストールする
                2.3.1 すでにPerlがインストールされているようです!
                2.3.2 インターネットにアクセスできないなら?
                2.3.3 ダウンロード
                2.3.4 バイナリとソースコード
                2.3.5 インストール
        2.4 Perlのプログラムを動かす
                2.4.1 UnixやLinux
                2.4.2 Macintosh
                2.4.3 Windows
        2.5 テキストエディタ
        2.6 Helpを探す
第3章 プログラミング技術
        3.1 プログラミングへのいろいろなアプローチ
        3.1 編集-実行-検証(そして保存) 
                3.2.1 保存とバックアップ
                3.2.2 エラーメッセージ
                3.2.3 デバッギング
        3.4 プログラム環境
                3.4.1 オープンソースのプログラム
        3.5 プログラミングの方針
        3.6 プログラミングの過程
                3.6.1 デザイン段階
                3.6.2 アルゴリズム
                3.6.3 擬似コードとプログラム
                3.6.4 コメント
第4章 シークエンスと文字列
        4.1 シークエンスデータを表現する
        4.2 DNAシークエンスを記憶するプログラム
                4.2.1 フロー制御
                4.2.2 コメントに立ち返ろう
                4.2.3 コマンドインタプリタの指定
                4.2.4 命令文
        4.3 DNA断片の連結
        4.4 DNAをRNAに転写する
        4.5 Perlのドキュメントを読む
        4.6 逆相補シークエンスをPerlで推定する
        4.7     タンパク質とファイルと配列(Array) ?
        4.8     ファイルからタンパク質を読み込む
        4.9     配列
        4.10    スカラーコンテキストとリストコンテキスト
        4.11    演習問題
第5章 モチーフとループ
        5.1     フロー制御
                5.1.1   条件文
                5.1.2   ループ
        5.2     コードレイアウト(書式) 
        5.3     モチーフを見つけること
                5.3.1   キーボードからユーザ入力を得ること
                5.3.2   joinを用いて配列をスカラーに変換する
                5.3.3   do-untilループ
                5.3.4   正規表現
        5.4     ヌクレオチドを数えること
        5.5     文字列を配列に展開する
        5.6     文字列操作
        5.7     ファイルに書く
        5.8     演習問題
第6章 サブルーチンとバグ
        6.1     サブルーチン
                6.1.1   サブルーチンの特長
                6.1.2   サブルーチンを書こう
        6.2     スコープとサブルーチン
                6.2.1   引数
                6.2.2   スコープ
        6.3     コマンドラインの引数と配列
        6.4     データをサブルーチンに渡す
                6.4.1   サブルーチン:値渡し
                6.4.2   参照渡し
        6.5     モジュールとサブルーチンライブラリ
        6.6     コードのバグを修正する
                6.6.1   use warningsとuse strict 
                6.6.2   コメントとprint命令文を使ってバグを修正する
                6.6.3   Perlデバッガ
        6.7     演習問題
第7章 突然変異とランダム化
        7.1     乱数発生器
        7.2     ランダム化を使ったプログラム
                7.2.1   乱数発生器に種を入力します
                7.2.2   フロー制御
                7.2.3   文章の作成
                7.2.4   配列の要素のランダムな選択
                7.2.5   コードの書式
                7.2.6   ランダムな位置を解析する別の方法
        7.3     DNA突然変異をシミュレートするプログラム
                7.3.1   擬似コードデザイン
                7.3.2   デザインの改良
                7.3.3   サブルーチンの組み合わせによる変異のシミュレーション
                7.3.4   プログラムのバグでしょうか?
        7.4     ランダムなDNAの生成
                7.4.1   ボトムアップ対トップダウン
                7.4.2   ランダムなDNAを生成するサブルーチン
                7.4.3   デザインをコードへ展開する
        7.5     DNAの解析
                7.5.1   コードについて留意点
        7.6     演習問題
第8章 遺伝暗号
        8.1     ハッシュ
        8.2     生物学用のデータ構造およびアルゴリズム
                8.2.1   遺伝子発現データベース
                8.2.2   ソートされていない配列を用いた遺伝子発現データ
                8.2.3   ソート配列を用いた遺伝子発現データとバイナリ検索
                8.2.4   ハッシュを用いた遺伝子発現データ
                8.2.5   リレーショナルデータベース
                8.2.6   DBM
        8.3     遺伝暗号
                8.3.1   背景
                8.3.2   コドンをアミノ酸に翻訳する
                8.3.3   遺伝暗号の冗長性
                8.3.4   遺伝暗号にハッシュを使用する
        8.4     DNAをタンパク質に翻訳する
        8.5     FASTAフォーマットのファイルからのDNAの読み取り
                8.5.1   FASTAフォーマット
                8.5.2   FASTAファイルを読むデザイン
                8.5.3   FASTAファイルを読むサブルーチン
                8.5.4   シークエンスを書式付きで書くこと
                8.5.5   DNAを読み、タンパク質を書くためのメインプログラム
        8.6     DNAの読み枠
                8.6.1   読み枠とは何ですか
                8.6.2   読み枠の翻訳
        8.7     演習問題
第9章 制限酵素地図と正規表現
        9.1     正規表現
        9.2     制限地図および制限酵素
                9.2.1   背景
                9.2.2   プログラムの設計
                9.2.3   制限酵素データ
                9.2.4   論理演算子と範囲演算子
                9.2.5   制限酵素部位の検索
        9.3     Perlの演算子
                9.3.1   演算子の優先順位と括弧
        9.4     演習問題
第10章 GenBank
        10.1    GenBankのファイル
        10.2    GenBankライブラリ
        10.3    シークエンスとアノテーションを分離する
                10.3.1  配列を使う方法
                10.3.2  スカラー値を使う
        10.4    アノテーションを解析する
                10.4.1  配列を使う
                10.4.2  正規表現を使う場合
                10.4.3  メインプログラム
                10.4.4  第1段階のアノテーションの解析
                10.4.5  FEATURESテーブルを解析する
        10.5    DBMを使ってGenBankの索引を作る
                10.5.1  DBMの要点
                10.5.2  GenBankのためのDBMデータベース
        10.6    演習問題
第11章 プロテインデータバンクPDBの概要
        11.1    ファイルとフォルダ
                11.1.1  ディレクトリのオープン
                11.1.2  再帰呼び出し
                11.1.3  多くのファイルの処理
        11.2    PDBファイル
                11.2.1  PDBファイルのフォーマット
                11.2.2  SEQRES
        11.3    PDBファイルの解析
                11.3.1  1次シークエンスの抽出
                11.3.2  原子座標の検出
        11.4    他のプログラムの制御
                11.4.1  2次構造予測プログラムStride
                11.4.2  Strideの結果の解析
        11.5    演習問題
第12章 BLAST
        12.1    BLASTの入手
        12.2    文字列のマッチとホモロジー
        12.3    BLASTの出力ファイル
        12.4    BLAST出力結果の解析
                12.4.1  アノテーションとアラインメントの抽出
                12.4.2  BLASTアラインメントの解析
        12.5    データの提示
                12.5.1  printf関数
                12.5.2  ヒアドキュメント
                12.5.3  formatとwrite
        12.6    Bioperl
                12.6.1  サンプルモジュール
                12.6.2  Bioperlのチュートリアルスクリプト
        12.7    演習問題
第13章 その他の要点
        13.1    プログラムデザイン技術
        13.2    ウェブプログラミング
        13.3    アルゴリズムとシークエンスアラインメント
        13.4    オブジェクト指向プログラミング
        13.5    Perlのモジュール
                13.5.1  BioPerl
        13.6    複雑なデータ構造
        13.7    リレーショナルデータベース
        13.8    マイクロアレイとXML
        13.9    グラフィックプログラミング
        13.10   ネットワークのモデル化
        13.11   DNAコンピュータ
付録A リソース
        A.1     Perl
                A.1.1   ウェブサイト
                A.1.2   CPAN:総合的なPerlアーカイブのネットワーク
                A.1.3   FAQ(よくある質問とその答え) 
                A.1.4   オンラインマニュアル
                A.1.5   書籍
                A.1.6   カンファレンス
                A.1.7   ニュースグループ
        A.2     コンピュータサイエンス
                A.2.1   アルゴリズム
                A.2.2   ソフトウェアエンジニアリング
                A.2.3   コンピュータサイエンスの理論書
                A.2.4   一般的なプログラミング
        A.3     Linux
        A.4     バイオインフォマティクス
                A.4.1   書籍
                A.4.2   公的組織
                A.4.3   カンファレンス
        A.5     分子生物学
付録B Perlのまとめ
        B.1     コマンドインタプリタ
        B.2     コメント
        B.3     スカラー値とスカラー変数
                B.3.1   文字列(Strings) 
                B.3.2   数値(Numbers) 
                B.3.3   スカラー変数(Scalar Variables) 
        B.4     代入
        B.5     文とブロック(複合文) 
        B.6     配列
        B.7     ハッシュ(hash)値
        B.8     演算子
        B.9     演算子の優先順位
        B.10    基本的演算子
                B.10.1  代数演算子
                B.10.2  ビット演算子
                B.10.3  文字列演算子
                B.10.4  ファイルテスト演算子
        B.11    条件演算子と論理演算子
                B.11.1  真と偽
                B.11.2  論理演算子
                B.11.3  フロー制御に論理演算子を使う
                B.11.4  if命令文
        B.12    ビット演算子
        B.13    ループ
        B.14    入出力
                B.14.1  ファイルからの入力
                B.14.2  STDINからの入力
                B.14.3  コマンドラインで指定されたファイルからの入力
                B.14.4  出力命令
        B.15    正規表現
                B.15.1  概要
                B.15.2  メタ文字(Metacharacter)
                B.15.3  マッチしたパターンを取り込む
                B.15.4  メタ文字(Metasymbol)
                B.15.5  拡張正規表現の順序
                B.15.6  パターン修飾子
        B.16    スカラーコンテキストとリストコンテキスト
        B.17    サブルーチンとモジュール
        B.18    組み込み関数
索引 

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