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| 2020 年 4 月 2 日 改訂 |
RAxML は最尤法によって系統樹を推定するソフトウェアです．ここでブートストラップと最尤樹推定を同時に行う解析 (Stamatakis et al. 2008) の手順を説明します．より詳細な説明はこちらをご覧下さい．解析の原理については Yang (2009) などを参照してください．
以下から例題をダウンロードしてください．
例題: raxmlExampl.tar.gz
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[Mac のみ]
使っている Mac に make が入っていない場合は，こちらを参照して Xcode のインストール」を参照して Xください．
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[Windows のみ]
Win の場合は，.tar ファイルの解凍に Lhaplus が必要です (ただし，右クリックから .tar ファイルを解凍できる場合もあります)． |
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必要な場合のみ．
[Mac]
カーソルで raxmlExample フォルダを選択して，command + I でこのフォルダの情報を見ます．右下にある鍵マークをクリックしてパスワードを入力し，共有とアクセス権からアクセス権を「読み/書き」にします． |
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[Windows]
まず拡張子 (例えば .exe) を表示します．以下のチェックを外してください．
見当たらない場合は「拡張子」で検索してください．
コントロールパネル > フォルダと検索のオプション > 表示 > 登録されている拡張子は表示しない
フォルダと内部に含まれるファイルの属性を変更します．raxmlExample フォルダを右クリックし以下のチェックを外します．
プロパティ > 読み取り専用
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[Mac]
TextWrangler, かあるいは mi が便利です．ここでは TextWrangler を使います．詳しくはこちらを参照してください．
注意:
1. RAxML などコマンドラインのプログラムで解析を行う場合は，インファイルの改行コードに注意してください．
2. TexWrangler は、2018 年あたりからバージョンアップを中止し、新しい Mac での利用は推奨されていません。全く同じ機能を持つ BBEdit (free version) をご利用ください。 |
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[Windows]
サクラエディタを使います． |
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[Mac と Windows]
RAxML をこちらからダウンロードします (こちら)．2016 年 10 月の時点では RAxML8.0.0 です． |
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Mac は，以下の図で右にある Clone or Download をクリックしてください．
Windows は，左にある WindowsExecutables_vX.X.X をクリックしてください (X の数字はバージョンによって変化します)．その後，raxmlHPC.exe をダウンロードしてください．
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| [Windows] |
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[Mac]
ダウンロードした standard-RAxML-master.zip をダブルクリックし，解凍します．
ターミナルから，解凍してできた standard-RAxML-master に入ります．以下の図を参照してください．ターミナルの場所は「アプリケーション > ユーティリティ > ターミナル.app」です． |
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ターミナルに，
make -f Makefile.gcc
と入力してください． |
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すると，standard-RAxML-master フォルダに raxmlHPC というプログラムが作成されます．これらを raxmlExample フォルダにコピー & ペーストしてください．
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[Windows]
ダウンロードして得た，
raxmlHPC.exe
というプログラムを，以下の図を参照して raxmlExample フォルダにコピー & ペーストしてください．コンパイルせずにそのまま使えます． |
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コマンドプロンプトから raxmlExample フォルダに入ります．コマンドプロンプトの場所は，
プログラム> アクセサリ> コマンドプロンプト
です． |
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インファイル
[Mac と Windows]
raxmlExample フォルダに以下のファイルをエディタで開いて確認してください．
phylip.txt
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| 解析の実行． |
[Mac と Windows]
コマンドプロンプトから 「cd」 コマンドを用いて raxmlExample フォルダに入ります．
cd xxxx/xxxx/raxmlExample
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[Mac]
[junINOUEpro:~]$ cd /Users/junINOUEpro/Downloads/raxmlExample
[junINOUEpro:raxmlExample]$ ls
command.sh phylip.txt raxmlHPC.exe
fasta.txt raxmlHPC* simpleDNApartition.txt
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[Windows]
以下の図を参照して，アンダーラインで示されたアドレスをコピー&ペーストしてください． |
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dir でフォルダに含まれるファイルを確認します．
dir
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[Mac]
ターミナルから，
./raxmlHPC -f a -m GTRGAMMA -p 12345 -x 12345 -# 100 -s phylip.txt -n outfile
と入力して raxml を走らせてください．
(command.sh ファイルにコマンドが書いてあるので，「sh command.sh」でも解析が走ります)． |
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[Windows]
raxmlHPC -f a -m GTRGAMMA -p 12345 -x 12345 -# 100 -s phylip.txt -n outfile
と入力して raxML を走らせます．
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注意: アウトファイルは「RAxML_」で始まる名前のファイルです．これらのファイルがフォルダ内部にあると，解析は始まらないです．
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アウトファイル
[Mac と Windows]
RAxML_bestTree.outfile
最尤樹
RAxML_bipartitions.outfile
ブートストラップ値付きの最尤樹．
RAxML_bipartitionsBranchLabels.outfile
ブートストラップ値付きの最尤樹．上と同じだがフォーマットが異なる．
RAxML_bootstrap.outfile
100 本のブートストラップ tree．
RAxML_info.outfile
行われた解析のセッティング．
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Newick format とは |
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| RAxML によって作成された RAxML_bipartitions.outfile ファイルを FigTree で読み込むと，以下のようなファイルが得られるはずです． |
[Mac と Windows]
FigTree をダウンロード&インストールしてください． |
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[Mac と Windows]
系統樹を描画します．RAxML_bipartitions.outfile ファイルを FigTree で開いてください．
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[Mac と Windows]
MAFFT の Onlineversion でアライメントしたファイルを RAxML で解析してみましょう． |
| 以下の Fasta 形式のデータを MAFFT の website にある所定の場所にコピー & ペーストしてください． |
>Cow
atggcatatccatacaactaggattccaagatgcacatcaccaatcatagaagaacta
>Carp
atggcacacccaacgcaactaggttcaaggacgcggccatacccgttatagaggaactt
>Chicken
atggccaacactcccaactaggctttcaagacgcctcatcccccatcatagaagagctc
>Human
atggcacatcagcgcaagtaggtctacaagacgcacttcccctatcatagaagagctt
>Loach
atggcacatcccacacaattaggatccaagacgcggcctcacccgtaatagaagaactt
>Mouse
atggcctaccattccaacttggtctacaagacgcacatcccctattatagaagagcta
>Rat
atggcttaccatttcaacttggcttacaagacgcacatcacctatcatagaagaactt
>Seal
atggcatacccctacaaataggcctacaagatgcacctctcccattatagaggagtta
>Whale
atggcatatcattccaactaggtttccaagatgcgcatcacccatcatagaagagctc
>Frog
atggcacaccatcacaattaggttttcaagacgcagcctctccaattatagaagaatta
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| 以下のように種数と配列の長さを行頭に付け加えて，phylip1.txt という名前で raxmlExample フォルダに保存してください． |
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得られた結果を RAxML で走らせてください．
データが大きい場合は，エディタの検索置換を使ってデータ形式を変更します．詳しくはこちらを参照してください．
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練習2:Phylip 形式を Fasta 形式に変換する |
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| 以下の Phylip 形式のデータをコピーしてエディタで保存してくだい． |
59 10
Cow atggcatatccatacaactaggattccaagatgc-acatcaccaatcatagaagaacta
Whale atggcatatcattccaactaggtttccaagatgc-gcatcacccatcatagaagagctc
Mouse atggcctaccattccaacttggtctacaagacgc-acatcccctattatagaagagcta
Rat atggcttaccatttcaacttggcttacaagacgc-acatcacctatcatagaagaactt
Human atggcacatcagcgcaagtaggtctacaagacgc-acttcccctatcatagaagagctt
Seal atggcatacccctacaaataggcctacaagatgc-acctctcccattatagaggagtta
Frog atggcacaccatcacaattaggttttcaagacgcagcctctccaattatagaagaatta
Chicken atggccaacactcccaactaggctttcaagacgcctcatcccccatcatagaagagctc
Carp atggcacacccaacgcaactaggttcaaggacgcggccatacccgttatagaggaactt
Loach atggcacatcccacacaattaggatccaagacgcggcctcacccgtaatagaagaactt
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| 行の始めに「>」を入れます． |
| [Mac] |
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| [Windows] |
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[Mac と Windows]
最初の行，「>59 10」 を削除してくだい．最後に「>」だけからなる行があったら，これも削除してください． |
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| 種名と配列の間にあるスペースを改行に変換します． |
| [Mac] |
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| [Windows] |
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[Mac と Windows]
Fasta 形式への変換が完了したはずです．
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| RAxML BlackBox |
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系統の推定法やアプリケーションには何種類もありますが，どう違うのでしょうか．どれを使えば良いでしょうか．
系統の推定法：系統樹の推定方法には，距離法，再節約法，最尤法，ベイズ法があります．解析のスピードは，およそこの順序です．正確さは人によって意見が異なるところですが，種間以上の系統解析でよく使われるのが，最尤法とベイズ法だと思います．詳しくは，井鷺&陶山 (2013) の P157 や，Yang (2009) の P76 あたりを参照してください．
アプリケーション：最尤法なら RAxML，ベイズ法なら MrBayes が最も使われているソフトウェアの一つです．解析の速度と簡便さ，そして正確さから，私の場合は RAxML を使って様々な解析を行っています．MrBayes は論文投稿前の最終的な確認作業に使っています．
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RAxML を用いた解析パイプラインの説明はこちらを参照してください．
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井鷺裕司, 陶山佳久. 2013. 生態学者が書いたDNAの本 ―メンデルの法則から遺伝情報の読み方まで．文一総合出版．Amazon．
Stamatakis, A. 2016. RAxML step-by-step tutorial. Web.
Stamatakis, A. 2016. The RAxML v8.2.X Manual. PDF.
Yang , Z. 2009. 分子系統学への統計的アプローチ・計算分子進化学．藤博幸, 加藤和貴, 大安裕美，訳. 東京，共立出版. Amazon.
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