ModelGenerator

ModelGenerator

最尤法やベイズ法で系統解析をする際に必要になるモデルを推定するためのプログラム。Javaで書かれているのでインストールが簡単なのと、対応しているモデルが、Modeltest、Prottestと並んで最も多いので愛用しています。
無料でModelGenerator Homepageから入手できる。

2008/01/08時点でのファイル名は、

modelgenerator_v_84.zip

Javaで書かれているのでOSが何でも共通で利用できる。

解凍後modelgenerator.jarを使いたいフォルダに移動させればすぐに利用可能。
実行はターミナルを立ち上げて、

$ java -jar modelgenerator.jar align_file num_gamma_categories

メモリが足らない場合には、-Xmxオプションを利用して、

$ java -jar -Xmx200m modelgenerator.jar align_file num_gamma_categories

(200MB確保したい場合)

出力は、
全モデルのAIC1、AIC2、BICと、それぞれの最適なモデルでのアミノ酸組成など。PHYMLとTREE-PUZZLE用のシェルスクリプトも生成してくれる。

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対応しているモデルは、
アミノ酸置換モデルが、

1. BLOSUM62
2. CPREV
3. Dayhoff
4. JTT
5. MTREV
6. VT
7. WAG
8. DCMut
9. RTREV
10. MtMam
11. MtArt

に、それぞれ+G, +I, +Fの組み合わせで8倍( , +G, +I, +I+G, +F, +G+F, +I+F, +I+G+F)で合計88モデル。

それぞれの置換モデルを簡単に説明すると、

Poisson：ポアソン分布を仮定。全置換が等確率で非現実的。JCのタンパク版。
Dayhoff：近縁なタンパク質同士で最節約的に置換確率をまとめる。PAM行列。
JTT(Jones, Taylor, Thornton)：DayhoffのPAM行列の改良。
Blosum62：経験的な置換行列。
mtRev：20種の脊椎動物のミトコンドリアゲノムでの置換頻度から行列を生成。
mtMam：哺乳類のミトコンドリアゲノムでの置換頻度から行列を生成。
CpRev：色素体ゲノムの配列での置換頻度から行列を生成。
RTRev：レトロウイルスを中心とした逆転写酵素での置換頻度から行列を生成。
VT：近似的な最尤法(resolvent法)で遠縁のタンパク質までを含めた置換行列。(Müller and Vingron, 2000)
WAG：最尤推定によるJTTの改良版（JTTは最節約的な置換推定）、球状タンパク質の置換頻度から行列を生成。(Whelan and Goldman, 2001)
PMB (Probability Matrix from Blocks)：タンパク質の保存モチーフでの置換頻度から行列を生成。(Veerassamy, Smith and Tillier, 2004)
DcMut：DayhoffとJTTの亜型を統合したもの。(Kosiol and Goldman, 2005)

ここまでの経験的な置換モデルに以下の３つのオプションを加える。

+G：置換速度のΓ（ガンマ）分布を仮定（座位毎に置換速度が異なることを考慮）
+I：不変座位の割合を考慮
+F：アミノ酸含量に従って置換行列を調整する

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塩基置換モデルが、

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Citations

• Thomas M Keane, Christopher J Creevey , Melissa M Pentony, Thomas J Naughton and James O McInerney (2006) Assessment of methods for amino acid matrix selection and their use on empirical data shows that ad hoc assumptions for choice of matrix are not justified, BMC Evolutionary Biology, 6:29