생물정보학 알고리듬 (2022년도 대한민국학술원 선정 교육부 우수학술도서 | 3 판)

생물정보학 알고리듬 (2022년도 대한민국학술원 선정 교육부 우수학술도서 | 3 판)

$60.62
Description
과학 기술의 발달로 인류는 유전체의 정보를 염기서열 단위까지 좁혀서 생명체의 비밀을 밝혀내고 있다. 생명체에서 나오고 있는 데이터는 인류 역사상 가장 큰 규모의 데이터 크기를 자랑하고 있으며, 점점 더 커지고 다양해지는 데이터에 걸맞춰 좀 더 향상된 성능의 분석 소프트웨어를 요구하고 있다. 생물정보학 알고리듬은 이런 고성능 소프트웨어의 기반이 되는 지식이다. 이 책은 자칫 어려워 보일 수 있는 알고리듬이 어떻게 생물학적 데이터에 적용되는지 우리에게 친숙한 이야기로 풀어서 설명한다. 생물정보학 알고리듬에 익숙하지 않은 독자들과 깊이 있는 학습을 원하는 모든 분들에게 도움이 될 것이다.
선정 및 수상내역
2022년 대한민국학술원 우수학술도서 선정도서
저자

필립콤포

PhillipCompeau
카네기멜론대학교컴퓨터공학부컴퓨터생물학과의교육부장으로온라인교육의미래와오프라인교육을개선할수있는방법에관심이많다.2014년캘리포니아대학교샌디에이고에서수학박사학위를받았으며이후컴퓨터과학및공학부에서박사후연구원으로재직했다.2012년니콜라이뱌히(NikolayVyahhi)와로잘린드(Rosalind)를공동설립했다.은퇴한테니스선수로언젠가프로골프선수가되는꿈을꾸고있다.

목차

1장.DNA복제는유전체의어디서부터시작되는가?
__1,000마일의여행
__복제기점의숨겨진메시지
____DnaA상자
____황금벌레의숨겨진메시지
____단어세기
____빈번한단어문제
____Vibriocholerae의빈번한단어
__더욱놀라운숨겨진메시지
__숨겨진메시지의범람
____여러유전체에서숨겨진메시지찾기
____군집찾기문제
__DNA를복제하는가장간단한방법
__복제의비대칭성
__정방향및역방향반가닥의독특한통계
____숨어있는생물학적현상또는통계적우연?
____탈아민화
____비대칭다이어그램
__다른메시지보다이해하기어려운일부숨겨진메시지
__대장균에서DnaA상자를찾는마지막시도
__에필로그:ori예측의복잡성
__열린문제
____박테리아유전체의다중복제기점
____고세균에서복제기점찾기
____효모에서복제기점찾기
____문자열에서패턴확률계산
__충전소
____빈도배열
____패턴과숫자를서로변환하기
____정렬을사용해빈번한단어찾기
____군집찾기문제해결
____미스매치를포함한자주나오는단어문제해결
____문자열이웃생성
____정렬로미스매치를포함한빈번한단어찾기
__돌아가기
____Big-O표기법
____문자열에서패턴의확률
____생물학에서가장아름다운실험
____DNA가닥의방향성
____하노이타워
____겹치는단어역설
__참고문헌

2장.분자시계역할을하는DNA패턴은무엇일까?
__우리는시계유전자를갖고있을까?
__생각보다쉽지않은모티프찾기
____저녁요소찾기
____모티프와숨바꼭질
____모티프검색:무차별대입알고리듬
__모티프에점수매기기
____모티프에서프로필행렬과컨센서스문자열
____더적절한모티프점수계산함수
____엔트로피와모티프로고
__모티프찾기에서중앙문자열찾기까지
____모티프찾기문제
____모티프찾기문제의재구성
____중앙문자열문제
____모티프찾기문제를다시만든이유
__탐욕모티프검색
____주사위를굴리고자프로필행렬사용하기
____탐욕모티프검색분석
__모티프검색과올리버크롬웰
____내일해가뜨지않을확률은얼마인가?
____라플라스의승계법칙
____탐욕모티프검색의발전
____무작위모티프검색
__주사위로모티프찾기
____무작위모티프검색이작동하는이유
__무작위알고리듬은어떻게잘작동하는가?
__깁스샘플링
__깁스샘플링의작동
__에필로그:결핵균은어떻게항생제를피하려고동면할까?
__충전소
____중앙문자열해결
__돌아가기
____유전자발현
____DNA어레이
____뷔퐁의바늘
____모티프찾기의복잡성
____상대적엔트로피
__참고문헌

3장.유전체는어떻게조립하는가?
__폭발하는신문들
__문자열재구축문제
____유전체조립은당신생각보다더어렵다
____문자열을k-mer로부터재구성하기
____반복서열은유전체조립을어렵게한다
__겹침그래프에서의움직임과같은문자열재구축
____문자열에서그래프로
____유전체가사라진다
____그래프표현법두가지
____해밀턴경로와범용문자열
__문자열재구축을위한또다른그래프
____노드접착및드브루인그래프
__드브루인그래프에서움직이기
____오일러경로
____드브루인그래프를구축하는또다른방법
____k-mer구성으로부터드브루인그래프구축하기
____드브루인그래프대겹침그래프
__쾨니히스버그의7개의다리
__오일러정리
__오일러정리에서부터오일러순환경로를찾는알고리듬까지
____오일러순환경로구축하기
____오일러순환경로에서오일러경로로
____범용문자열구축하기
__리드쌍으로부터유전체조립하기
____리드에서리드쌍으로
____리드쌍을가상의긴리드로바꾸는방법
____구성에서쌍체구성으로
____쌍을이루는드브루인그래프
____쌍을이루는드브루인그래프의함정
__에필로그:유전체조립이실제시퀀싱데이터를마주하다
____리드들을k-mer들로쪼개기
____유전체를컨티그들로쪼개기
____오류가많은리드들을조립하기
____드브루인그래프에서에지의다양성추론하기
__충전소
____인접행렬을접착하는효과
____모든오일러순환경로만들기
____쌍을이루는드브루인그래프의경로를따라서문자열구축하기
____그래프의최대비분기경로
__돌아가기
____DNA시퀀싱기술의짧은역사
____인간유전체의반복서열
____그래프
____이코시안게임
____다루기쉬운문제와다루기어려운문제
____오일러에서해밀턴그리고드브루인으로
____칼리닌그라드의일곱다리
____이중가닥DNA를조립할때의함정
____BEST정리
__참고문헌

4장.항생제의서열은어떻게알아낼까?
__항생제의발견
__박테리아는어떻게항생제를만드는가?
____유전체가펩티드를암호화하는방법
____바실루스브레비스유전체의어떤부분이티로시딘을암호화하는가?
____선형에서고리형펩티드로
__분자생물학중심원리회피
__항생제를작게조각내서열해독
____질량분석법소개
____고리형펩티드시퀀싱문제
__고리형펩티드시퀀싱의브루트포스알고리듬
__분기한정법알고리듬을고리형펩티드시퀀싱에적용
__골프를만난질량분석법
____이론에서부터실제스펙트럼으로
____오류가있는스펙트럼에고리형펩티드시퀀싱적용
__20에서100개이상의아미노산
__스펙트럼컨볼루션으로문제해결
__에필로그:가상의스펙트럼에서실제스펙트럼으로
__열린문제
____순환도로와유료도로문제
____영장류에서고리형펩티드시퀀싱
__충전소
____펩티드의이론스펙트럼생성
____CYCLOPEPTIDESEQUENCING은얼마나빠를까?
____펩티드Leaderboard자르기
__돌아가기
____가우스와리센코주의
____코돈의발견
____쿼럼센싱
____분자질량
____셀레노시스테인과피롤리신
____유료도로문제의의사다항식알고리듬
____분할유전자
__참고문헌

5장.DNA서열들을비교하려면어떻게해야할까?
__비리보솜코드해독하기
____RNA넥타이클럽
____단백질비교에서비리보솜코드까지
____종양유전자와성장인자의공통점은무엇일까?
__서열정렬에대한소개
____서열정렬은게임과같다
____문자열정렬과최장공통하위문자열
__맨해튼관광객문제
____최적의관광코스는무엇일까?
____임의의방향성그래프에서관광하기
__서열정렬은맨해튼관광객문제가위장하고있는것일뿐이다
__동적프로그래밍소개:변화문제
____탐욕스럽게거스름돈받기
____재귀적으로돈거슬러주기
____동적프로그래밍을사용한거스름돈계산
__다시맨해튼관광객문제로
__맨해튼문제에서임의의방향성비순환그래프로
____서열정렬은유사-맨해튼그래프를구축하는것과같다
____임의의DAG에동적프로그래밍적용하기
____위상학적순서대로나열하기
__정렬그래프역추적하기
__정렬점수
____LCS점수모델의문제는뭘까?
____점수행렬
__전역정렬에서지역정렬까지
____전역정렬
____전역정렬의한계
____정렬그래프에서공짜택시타기
__서열정렬의다양한모습
____수정거리
____적합정렬
____겹침정렬
__서열정렬에서삽입과삭제에대한페널티를주는방법
____어파인갭페널티
____맨해튼을3개의층으로구축하기
__공간효율적인서열정렬
____선형적메모리를사용해정렬점수계산하기
____중간노드문제
____놀랍도록빠르고메모리효율적인정렬알고리듬
____중간에지문제
__에필로그:다중서열정렬
____3차원맨해튼구축하기
____탐욕다중정렬알고리듬
__돌아가기
____개똥벌레와비리보솜코드
____도시를만들지않고LCS찾기
____위상학적나열만들기
____PAM점수행렬
____분할및정복알고리듬
____다중정렬에점수매기기
__참고문헌

6장.인간유전체에도연약한영역이있을까?
__쥐와남자
____사람과쥐의유전체는얼마나다를까?
____합성블록
____반전
____재배열핫스팟
__염색체진화의무작위절단모델
__반전을통한나열
__반전나열을위한탐욕적발견법
__절단점
____절단점이란무엇인가?
____절단점개수세기
____절단점을제거하는반전나열
__종양유전체를재배열하기
__단일염색체에서다중염색체로
____전좌,결합,분열
____유전체에서그래프로
____2-절단
__절단점그래프
__2-절단거리계산하기
__인간유전체의재배열핫스팟
____무작위절단모델과2-절단거리이론의만남
____취약절단모델
__에필로그:합성블록구축하기
____유전체점도표
____공유하고있는k-mer들찾기
____공유k-mer로부터합성블록구축하기
____합성블록을그래프의연결된요소들로생각하기
__미해결문제:재배열이박테리아진화의비밀을밝힐수있을까?
__충전소
____유전체에서절단점그래프만들기
____2-절단문제해결하기
__돌아가기
____X염색체의유전자는왜잘보존돼있는걸까?
____유전체재배열의발견
____지수분포
____빌게이츠와데이비드X.코헨의팬케이크뒤집기
____반전을사용해선형순열나열하기
__참고문헌

7장.어떤동물이우리에게SARS를옮겼을까?
__가장빠른전염병
____메트로폴호텔에서생긴문제
____SARS의진화
__거리행렬을진화트리로바꾸기
____코로나바이러스유전체에서거리행렬만들기
____진화트리를그래프로나타내기
____거리기반계통발생구축
__거리기반계통발생구축을위한알고리듬을향해<

출판사 서평

◈이책에서다루는내용◈

저자들의인기온라인강좌를바탕으로한이책은생물정보학을학습하는학생들에게역동적인접근방식을제시한다.현대생물학의실무적인도전과알고리듬의근본적인아이디어사이의독특한균형으로생물학과컴퓨터과학학생들의흥미를사로잡는다.
각장은‘인간게놈에취약한부분이있는가?’또는‘분자시계의역할을하는DNA패턴은무엇인가?’와같은중요한생물학적질문으로시작해이질문에답변하는데필요한정교한알고리듬을꾸준하게개발한다.필요한연습문제는본문에서제공하며독자들은자동화된코딩과제가실려있는생물정보학학습온라인플랫폼Rosalind(http://rosalind.info)에서지식을테스트해볼수있다.

◈옮긴이의말◈

사람의유전체서열은어떻게알아낸걸까?DNA서열들을비교하려면어떻게해야할까?만약돌연변이가발생했다면이를어떻게찾아낼수있을까?바이러스의감염경로는어떻게알아내는걸까?DNA부터단백질까지,DNA복제부터진화까지,이책은알고리듬이라는것이어떻게생물학적데이터를만나생명의신비를풀어가는지차근차근보여주고있다.각장마다서로다른생물정보학분야의내용으로구성돼있고,가장쉽고단순한예제부터시작해서점점복잡한알고리듬까지나아간다.또한모든부분에서그림을사용해친절하게설명해주고있기때문에,어렵게만느껴지던알고리듬에친숙하게다가갈수있게만들어준다.
만약누군가생물정보학을공부하고자한다면이책을강력하게추천할정도로이분야의교과서로쓸만하다는생각이들정도로이책은양질의내용을담고있다.생물정보학이분야의관련도서가많지않으며특히국내도서가부족한실정이기때문에이책이생물정보학을공부하려는사람들에게조금이나마도움이되길바란다.부족한번역이지만책으로독자들이생물정보학과알고리듬에편안하게다가갈수있기를바란다.

대표역자한헌종

2019년전세계를휩쓴COVID-19대유행에인류는유래없이빠른속도로개발된mRNA기반백신으로바이러스를정복하고일상생활로나아가고있다.전인류가힘을모아숨가쁘게백신과치료제를개발하고팬데믹상황을극복하는기반에는지금껏쌓아온생물학과생물정보학지식이있었다.인간유전체프로젝트이후로인류는생명체의분자생물학적비밀을염기서열단위로좁혀서탐구하고있다.이러한생물정보학분석의기초가되는것은바로알고리듬이다.
이책은각장마다재미난그림과줄거리를생물정보학의이야기로풀어나가며독자를사로잡는다.이책의장점이라고할수있는것은생물정보학알고리듬이의사코드의형태로제공된다.의사코드를보고자신에게익숙한프로그래밍언어로학습한내용을구현하며생물정보학알고리듬을학습할수있다.또한이책의가장큰장점이라고할수있는점은웹사이트rosalind.info플랫폼에서자신이구현한프로그램을업로드하고정답을맞혀순위를매겨마치게임처럼즐겁고재밌게프로그래밍능력과생물정보학알고리듬지식을쌓을수있다.생물정보학실력을키우고싶은독자들에게강력히추천한다.
이책에관심을갖고찾아준독자분들께감사의말씀을드리며부디이책이여러분들의생물정보학지식과알고리듬적사고향상에도움이될수있기를기원한다.

공동역자한주현