Multiple Biological Sequence Alignment: Scoring Functions, Algorithms and Evaluation

مبانی و تکنیک‌های هم‌ترازی و تحلیل توالی‌های بیولوژیکی متعدد را پوشش می‌دهد و به خوانندگان نشان می‌دهد که چگونه ابزارهای تجزیه و تحلیل توالی مناسب را برای وظایف خود انتخاب کنند

این کتاب روش‌های سنتی و سنتی را توصیف می‌کند. رویکردهای مدرن در هم ترازی توالی بیولوژیکی و جستجوی همسانی این کتاب شامل 11 فصل است که در فصل 1 اطلاعات اولیه در مورد توالی های بیولوژیکی ارائه شده است. در مرحله بعد، فصل 2 شامل اصولی در تراز توالی زوجی است، در حالی که فصل‌های 3 و 4 مدل‌های کمی رایج موجود و تکنیک‌های خوشه‌بندی عملی را که در هم‌ترازی دنباله‌ای چندگانه استفاده شده‌اند، بررسی می‌کنند. فصل 5 بسیاری از مدل های هم ترازی توالی چندگانه را توصیف، توصیف و به هم مرتبط می کند. فصل 6 توضیح می دهد که چگونه درختان فیلوژنتیک به طور سنتی ساخته شده اند و از پایگاه های دانش توالی موجود می توان برای بهبود دقت بازسازی درختان فیلوژنی استفاده کرد. فصل 7 آخرین روش‌های توسعه‌یافته برای بهبود کارایی زمان اجرا هم‌ترازی چند توالی را پوشش می‌دهد. در مرحله بعد، فصل 8 چندین سرور و سرویس همترازی چند سکانسی رایج موجود را پوشش می‌دهد، و فصل 9 چندین تکنیک هم‌ترازی توالی چندگانه را که برای رسیدگی به دنباله‌های کوتاه (خوانش‌ها) تولید شده توسط تکنیک توالی‌یابی نسل بعدی (NSG) توسعه داده شده‌اند، بررسی می‌کند. فصل 10 یک برنامه کاربردی بیوانفورماتیک را با استفاده از هم ترازی توالی چندگانه قرائت های کوتاه یا کل ژنوم به عنوان ورودی توصیف می کند. در نهایت، فصل 11 مروری بر پیش‌بینی ساختار ثانویه RNA و پروتئین با استفاده از اطلاعات تکامل استنباط‌شده از هم‌ترازی‌های توالی چندگانه ارائه می‌کند.

• طیف کامل میدان، از الگوریتم‌های تراز تا روش‌های امتیازدهی، تکنیک‌های عملی، و ابزارهای تراز و ارزیابی آنها

• نظریه ها و تحولات توابع امتیازدهی و ماتریس های امتیازدهی را شرح می دهد

•برآورد فیلوژنی و جستجوی همسانی در مقیاس بزرگ را بررسی می کند

همترازسازی توالی بیولوژیکی چندگانه: توابع امتیازدهی، الگوریتم ها و کاربردها مرجعی برای محققان، مهندسان، دانشجویان فارغ التحصیل و فوق لیسانس در بیوانفورماتیک، و زیست شناسی سیستم و زیست شناسان مولکولی است.

کن نگوین، دکترا، دانشیار دانشگاه ایالتی کلایتون، GA، ایالات متحده آمریکا است. او مدرک دکترا، کارشناسی ارشد و کارشناسی خود را در رشته علوم کامپیوتر از دانشگاه ایالتی جورجیا دریافت کرد. علایق تحقیقاتی او در پایگاه های داده، محاسبات موازی و توزیعی و بیوانفورماتیک است. او یکی از همکاران پایه بیماری های مولکولی در ایالت جورجیا بود و دریافت کننده بالاترین افتخار فارغ التحصیلی در ایالت جورجیا، بورسیه فارغ التحصیلی ویلیام ام ساتلز است.

Xuan Guo، PhD، دانشیار فوق دکترا در آزمایشگاه ملی Oak Ridge، ایالات متحده است. او مدرک دکترای خود را در رشته علوم کامپیوتر از دانشگاه ایالتی جورجیا در سال 2015 دریافت کرد. علایق تحقیقاتی او در بیوانفورماتیک، تکیه ماشینی و رایانش ابری است. او دستیار تحریریه ژورنال بین المللی تحقیقات و کاربردهای بیوانفورماتیک است.

یی پان، دکترا، استاد علوم کامپیوتر Regents و یک دانشیار موقت و کرسی زیست شناسی دانشگاه ایالتی جورجیا. او BE و ME خود را در رشته مهندسی کامپیوتر از دانشگاه Tsinghua در چین و دکترای خود را در علوم کامپیوتر از دانشگاه پیتسبورگ دریافت کرد. علایق تحقیقاتی دکتر پان شامل محاسبات موازی و توزیع شده، شبکه های نوری، شبکه های بی سیم و بیوانفورماتیک است. او بیش از 180 مقاله ژورنالی با حدود 60 مقاله منتشر شده در مجلات مختلف IEEE/ACM منتشر کرده است. او به همراه آلبرت ی. زومایا از سری Wiley در بیوانفورماتیک سردبیر است.

Covers the fundamentals and techniques of multiple biological sequence alignment and analysis, and shows readers how to choose the appropriate sequence analysis tools for their tasks

This book describes the traditional and modern approaches in biological sequence alignment and homology search.  This book contains 11 chapters, with Chapter 1 providing basic information on biological sequences. Next, Chapter 2 contains fundamentals in pair-wise sequence alignment, while Chapters 3 and 4 examine popular existing quantitative models and practical clustering techniques that have been used in multiple sequence alignment. Chapter 5 describes, characterizes and relates many multiple sequence alignment models. Chapter 6 describes how traditionally phylogenetic trees have been constructed, and available sequence knowledge bases can be used to improve the accuracy of reconstructing phylogeny trees. Chapter 7 covers the latest methods developed to improve the run-time efficiency of multiple sequence alignment.  Next, Chapter 8 covers several popular existing multiple sequence alignment server and services, and Chapter 9 examines several multiple sequence alignment techniques that have been developed to handle short sequences (reads) produced by the Next Generation Sequencing technique (NSG). Chapter 10 describes a Bioinformatics application using multiple sequence alignment of short reads or whole genomes as input. Lastly, Chapter 11 provides a review of RNA and protein secondary structure prediction using the evolution information inferred from multiple sequence alignments.

• Covers the full spectrum of the field, from alignment algorithms to scoring methods, practical techniques, and alignment tools and their evaluations

• Describes theories and developments of scoring functions and scoring matrices

•Examines phylogeny estimation and large-scale homology search

Multiple Biological Sequence Alignment: Scoring Functions, Algorithms and Applications is a reference for researchers, engineers, graduate and post-graduate students in bioinformatics, and system biology and molecular biologists.

Ken Nguyen, PhD, is an associate professor at Clayton State University, GA, USA. He received his PhD, MSc and BSc degrees in computer science all from Georgia State University. His research interests are in databases, parallel and distribute computing and bioinformatics. He was a Molecular Basis of Disease fellow at Georgia State and is the recipient of the highest graduate honor at Georgia State, the William M. Suttles Graduate Fellowship.

Xuan Guo, PhD, is a postdoctoral associate at Oak Ridge National Lab, USA. He received his PhD degree in computer science from Georgia State University in 2015. His research interests are in bioinformatics, machine leaning, and cloud computing. He is an editorial assistant of International Journal of Bioinformatics Research and Applications.

Yi Pan, PhD, is a Regents' Professor of Computer Science and an Interim Associate Dean and Chair of Biology at Georgia State University. He received his BE and ME in computer engineering from Tsinghua University in China and his PhD in computer science from the University of Pittsburgh. Dr. Pan's research interests include parallel and distributed computing, optical networks, wireless networks and bioinformatics. He has published more than 180 journal papers with about 60 papers published in various IEEE/ACM journals. He is co-editor along with Albert Y. Zomaya of the Wiley Series in Bioinformatics.