IcyTree：系統樹とネットワークの迅速なブラウザベースの可視化
バイオインフォマティクス 国際計算生物学会
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IcyTree：系統樹とネットワークの迅速なブラウザベースの可視化
https://academic.oup.com/bioinformatics/article/33/15/2392/3604867?login=false
ティモシー・G・ヴォーン
バイオインフォマティクス, 第33巻, 第15号, 2017年8月, 2392-2394ページ, https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btx155
公開：2017年4月12日 記事履歴
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概要
概要
IcyTreeは、様々な系統樹やネットワークを視覚化するために使用できる使いやすいアプリケーションである。すでに多くの系統樹ビューアーが存在するが、IcyTreeは、純粋なオンラインツールであること、応答性の良いユーザーインターフェイスを持つこと、系統樹ネットワーク（特に祖先の組換えグラフ）をサポートすること、祖先の位置や形質値などの情報を含む樹木を効率的に描画することで、他とは一線を画している。IcyTreeはまた、直感的なパンやズームのユーティリティを提供し、何千もの分類群の大きな系統樹の探索を可能にする。
利用可能性と実装
IcyTreeはウェブアプリケーションであり、http://tgvaughan.github.com/icytree から直接アクセスできる。現在サポートされているウェブブラウザは、Mozilla FirefoxとGoogle Chromeである。IcyTreeは、完全にクライアントサイドのJavaScriptで書かれており（プラグインは不要）、一度ロードされれば、実行にネットワークアクセスは必要ない。IcyTreeはフリーソフトウェアであり、ソースコードはGNU General Public Licenseのバージョン3の下、http://github.com/tgvaughan/icytree。
問題のセクション ファイロジェネティクス
副編集長 アルフォンソ・バレンシア
1 はじめに
系統樹の視覚化は、計算系統学において非常に重要な側面である。実際、有名なテキスト『Inferring Phylogenies』（Felsenstein, 2003）では、1章全体がこのトピックに費やされている。したがって、系統樹可視化ソフトウェアの進化が、系統推論用の洗練されたアルゴリズムやソフトウェアの開発としばしば手を携えてきたことは偶然ではない。PHYLIP（Felsenstein、1989）、MacClade（Maddison and Maddison、1989）、MrBayes（Ronquist et al. PhyML (Guindon and Gascuel, 2003)やBEAST (Bouckaert et al., 2014)のような他のパッケージは、グラフィカルな出力を生成しないが、その代わりに推論結果を解釈するためにFigTree (http://tree.bio.ed.ac.uk/software/figtree) やDendroscope (Huson and Scornavacca, 2012)のような特別な系統学的可視化ツールに依存している。
現在、スタンドアローンの系統的可視化ツールは、ここでは紹介しきれないほど数多く存在する。(PHYLIPのホームページには、そのようなプログラムのオンラインリストがあり、現在60のエントリーがある)。可視化問題に対する既存の解決策は非常に多いが、IcyTreeパッケージはいくつかの重要な点で際立っている。
第一に、IcyTreeは非常に簡単にアクセスできる。完全にJavaScriptで書かれており、追加のプラグインを必要とせず、モダンなウェブブラウザ（最近のバージョンのGoogle ChromeとMozilla Firefoxとの互換性が保証されている）で動作する。これは、IcyTreeを更新する必要がないことを意味します。重要なことは、既存のJavaScriptベースの系統学ツールの多くとは異なり、IcyTreeは実行中にサーバーと一切相互作用しないということである。これは、プログラムが可能な限り応答的であることを保証し、ユーザーがオンラインサービスにデータをアップロードすることによるプライバシーへの影響を心配する必要がないことを意味する。
第二に、JavaScriptとSVGグラフィカル・フォーマットを組み合わせることで、IcyTreeは数千から数万の分類群を含む樹木を、応答性を保ちながら表示することができる。これはまた、何千もの樹木を含む大きなファイルを素早くロードできることを意味する。
第三に、IcyTreeは非常に軽量で、ベイズ系統推論パッケージによって推測されるような、根付きの系統樹を描くことに重点を置いている。これにより、利用可能なオプションの数を管理しやすくしている。マウスやキーボードショートカットの豊富なレパートリーを使ってプログラムのオプションにアクセスできるようにすることに重点を置いているため、IcyTreeは直感的で使いやすく、新しいユーザーにも熟練したユーザーにも対応していると感じる。
最後に、IcyTreeは、Newick、NEXUS (Maddison et al., 1997) (BEASTとMrBayesで使用)、PhyloXML (Han and Zmasek, 2009)、NeXML (Vos et al., 2012)など、さまざまな形式で保存された樹木を表示することができる。Extended Newickフォーマット（Cardona et al. (このようなネットワークのレンダリングにIcyTreeが使用するスタイルは、Bacter (Vaughan et al., 2017)が推論するような祖先組み換えグラフに特に適している)。
2 基本的な使い方と機能
IcyTreeは、Mozilla FirefoxまたはGoogle Chromeを使用してURL http://tgvaughan.github.io/icytree に移動することで開く。(ChromeはFirefoxよりもIcyTreeの動作が明らかに速いが、どちらのブラウザもサポートされている)。ツリー・ファイルは、IcyTreeウィンドウにドラッグ・アンド・ドロップするか、「ファイル」→「開く」を選択して読み込むことができる。(Newickの文字列は、File → Enter tree directlyでIcyTreeに直接貼り付けることもできる)。
ツリー・ファイルが表示されると、パン・アンド・ズームのインターフェイスを使って簡単に探索できる。マウスのスクロール・ホイールを使ってマウス・カーソルの下にあるフィーチャーをズーム・インまたはズーム・アウトし、マウスをクリックしてドラッグすることで表示されたエリアをパンすることができる（これは、オンライン・マップ・サービスが提供するインターフェイスに似ている）。 ツリー・ファイルに複数のツリーが含まれている場合、画面の左下隅に表示されるナビゲーション・ボックスまたはキーボード・ショートカットを使って、表示されるツリーを変更することができる。
ツリーのエッジの上にマウスカーソルを移動すると、そのエッジとそのエッジが接続するノードに関する情報を含むテーブルが表示されます。これには、子ノードのラベル、子ノードと親ノードの年齢、エッジの長さ、追加の注釈の値が含まれます（図1a）。
Styleメニューには、ツリー上に表示されるテキストの変更、エッジの色や不透明度を決定する注釈がある場合はその変更、網目の表示の有無、軸オプションなど、ツリーの表示方法に影響するオプションが多数含まれています。
IcyTreeで作成した図は、File →Export →SVG メニュー項目を使用して、スケーラブルなSVG画像として直接エクスポートできます。また、隣接するPNGとJPEGメニュー項目を使用して、ビットマップ画像を作成することもできます。
図1
(a)エッジの位置で注釈をつけたインフルエンザの木のレンダリング（線の陰影）。(b)ExtendedNewickの記述から読み込まれた系統樹ネットワークのレンダリング。破線のエッジは網目を表し、線の網掛けは組換え事象の座を表すアノテーションの値を示す（この図のカラーバージョンはBioinformatics onlineで入手可能）。
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(a)エッジの位置（ラインシェーディング）で注釈付けされたインフルエンザツリーのレンダリング。(b)ExtendedNewick記述から読み込んだ系統樹ネットワークのレンダリング。破線のエッジは網目を表し、線の網掛けは組換え事象の座を表すアノテーションの値を示す（この図のカラーバージョンはBioinformatics onlineで入手可能）。
IcyTreeの全機能は、Help →Online Manualメニューから利用できる広範な使用マニュアルで説明されている。
3 サポートされる入力フォーマット
IcyTreeは、MrBayes、BEAST、PhyMLなどの一般的な系統遺伝学パッケージによって作成されたツリーファイルを読み込むことができる。これらのプログラムは、Newick形式とNEXUS形式のファイルを作成します。NEXUS形式は、メタデータ（クレードの事後サポート、祖先形質など）をツリーの各ノード/エッジに関連付けることができるBEAST拡張をサポートしています。拡張Newickのサポートは、IcyTreeに最も低いレベルで組み込まれており、IcyTreeは、プレーンなネットワーク記述だけでなく、注釈付き系統樹ネットワークを含むNEXUSツリーブロックも読み込むことができる。これらの注釈は、MASTER (Vaughan and Drummond, 2013)やBacter (Vaughan et al., 2017)などのプログラムによって、祖先形質情報を表すために使用される（図1b）。
さらにIcyTreeは、最新のPhyloXMLやNeXMLフォーマットで表現された樹木を表示するために使用することができるが、これらのフォーマットのサポートは現在のところ樹木のみに限定されている。
資金提供
著者はニュージーランド王立協会のマースデン助成金UOA1324の支援を受けた。
利益相反：なし。
参考文献
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