E値計算機

E値（期待値）は、バイオインフォマティクス、特にヌクレオチドまたはタンパク質配列を比較するためのBLAST（Basic Local Alignment Search Tool）アルゴリズムにおいて重要な役割を果たします。これは、特定のサイズのデータベースで、与えられた配列アラインメントが偶然に発見される回数の統計的尺度を提供します。

過去の背景

E値は、バイオインフォマティクスの分野から、配列アラインメントツールの基本的な構成要素として生まれました。これは、1990年代初頭に開発され、生物学的配列間の類似性を研究者が特定する方法に革命をもたらしたBLASTアルゴリズムと特に関連付けられています。

計算式

BLASTでE値を計算する式は以下のとおりです。

\[ E = m \times n \times 2^S \]

ここで：

• \(E\)はE値です。
• \(m\)はクエリ配列の長さです。
• \(n\)はデータベース内のすべてのテンプレート配列の合計長さです。
• \(S\)はビットスコアです。

例計算

クエリ配列の長さが300、データベース内のすべてのテンプレート配列の合計長さが2,000,000、ビットスコアが50の場合、E値は次のように計算されます。

\[ E = 300 \times 2,000,000 \times 2^{50} \approx 3.3 \times 10^{20} \]

重要性と使用シナリオ

バイオインフォマティクスでは、E値は配列アラインメントの有意性を判断するのに役立ちます。E値が低いほど、一致の有意性が高くなり、研究者は生物学的に関連する類似性を特定することができます。これは、ゲノミクス、プロテオミクス、進化生物学の研究で広く使用されています。

よくある質問

1. E値が低いということは何を意味しますか？

   • E値が低いということは、観察された配列アラインメントが偶然に発生した可能性が低いことを示しており、生物学的関連性を示唆しています。

2. E値はp値とはどう違うのですか？

   • 両方とも統計的尺度ですが、E値は特にBLAST検索における偶然のアラインメントの期待数を指すのに対し、p値は帰無仮説が真であると仮定した場合の観察された（またはより極端な）結果の確率を測定します。

3. E値は機能的関係を予測できますか？

   • E値は配列の類似性を示すことができますが、生物学的システムの複雑さのため、機能的関係を確認するには、さらなる分析が必要となることがよくあります。

この計算機は、E値を計算するプロセスを合理化し、バイオインフォマティクスと分子生物学の研究を促進します。