突然変異・選択平衡計算機
隠れた劣性の対立遺伝子がどれだけ残り得るかが分かります。突然変異率0.000001、選択係数0.01なら、対立遺伝子頻度は0.01、保因者は0.0198、発症者は0.0001で落ち着きます。ブラウザで無料で使えます。
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計算例
- 突然変異率
- 0.000001
- 選択係数
- 0.01
- 優性
- 0
- 平衡頻度
- 0.01
- 野生型の頻度
- 0.99
- ヘテロ接合体の頻度
- 0.0198
突然変異・選択平衡とは、各世代に突然変異で生じる有害対立遺伝子の新しいコピーが、同じ速さで選択によって取り除かれる決定論的な集団遺伝学の釣り合いです。完全劣性の有害対立遺伝子では、教科書どおり平衡頻度qハットは突然変異率μを選択係数sで割った値の平方根になります。遺伝カウンセリング、保全遺伝学、学生の皆さんは、この関係式で大規模な任意交配集団に潜む劣性疾患対立遺伝子がどれほど残り得るかを見積もり、保因者頻度2pqと発症ホモ接合体頻度qの二乗を求めます。この突然変異・選択平衡計算機は、正の突然変異率と正の選択係数、および劣性の場合に既定で零となる任意の優性度係数hを受け取り、教科書の平衡頻度に加えて野生型・ヘテロ接合体・ホモ接合体の頻度とホールデンの突然変異荷重を返します。
劣性対立遺伝子にとって突然変異・選択平衡が意味すること
毎世代、突然変異は座位の野生型コピーの一部を有害対立遺伝子へ変えます。その対立遺伝子が完全劣性なら、選択が見るのはホモ接合体だけです。ヘテロ接合体は野生型の適応度を持ち、運んでいる有害コピーは浄化から隠れます。
大規模な任意交配集団では、新しい突然変異体の流入は世代あたりおよそμ（逆突然変異は無視します）で、ホモ接合体がコストsを払うとき選択はおよそs掛けるqの二乗のコピーを除きます。これらの流れを等しく置くと古典的な突然変異・選択平衡 μ は s q の二乗となり、平衡頻度はμをsで割った平方根になります。
この平方根依存のせいで、まれな劣性疾患対立遺伝子が意外に高い頻度に座ることがあります。μが百万分の一でsが百分の一なら、qハットは百分の一であり、百万分の一ではありません。それらのコピーの大半は健康な保因者の中にいます。
相補的な体制は部分優性または完全優性の有害対立遺伝子（hが零より大きい）です。そのとき大半のコピーはヘテロ接合体で露出し、釣り合いは μ は h s q、qハットは単に μ を h s で割った値になり、劣性の平方根よりずっと小さくなります。本計算機はこれら二つの教科書近似を実装します。
遺伝的浮動、近交、超優性、有限センサスはシミュレートしません。それらは像を変え、別モデルの領域です。すでにμとsがあり、無限集団の決定論的頻度、保因者率、そしてホールデンが完全劣性ではおよそμ、ヘテロ接合体が露出するときはおよそ2μと示した突然変異荷重が必要なときにご利用ください。
入力契約、公式、応答の形、および検証
sが一なら劣性致死）です。任意の優性度hは既定で零で、指定するときは閉単位区間になければなりません。零または負のμやs、一を超える値、[0, 1]の外のhは明確なメッセージで拒否され、課金されません。
教科書のqハットが1を超える場合 — 劣性でμがsより大きい、またはhが正でμがh sより大きい — 固定へクランプせず要求は失敗します。例：μが 1e-6、sが 0.01、既定のhなら qハット 0.01、保因者頻度 0.0198、発症頻度 0.0001、荷重 1e-6。例：同じμでsが 0.1、hが 0.5 なら qハット 2e-5。
連続する座位はご自身で組み合わせてください。各要求は常染色体座位を一つだけ解きます。
突然変異と選択のつり合いを使う人
集団遺伝学の教室では、突然変異・選択平衡計算機を使い、μが10のマイナス五乗の劣性致死が突然変異率そのものではなくqおよそ 0.003 に座ること、平方根の下手計算の符号誤りなしに示します。遺伝カウンセリングの講座や LMS プラグインには 2pq も返す決定論的オラクルが必要です。
平衡で隠れた劣性対立遺伝子がどれほど多いかと問われるとき、人が引用するのはその保因者頻度だからです。劣性荷重の浄化と部分優性の有害変異を比べる保全・家畜プログラムは、hを零から小さな正の値へ切り替え、ライト–フィッシャーシミュレータを立てずに qハットの低下とホールデン荷重の変化を読めます。検証失敗は残高を消費しません。
活用例
教室の集団遺伝学と宿題の解答合わせ
学生に劣性有害対立遺伝子のμとsを送らせ、教科書の突然変異・選択問題に対して q = √(μ/s)、2pq、q² を検算させます。
劣性座位での保因者頻度の見積もり
公表された突然変異率と選択係数を、突然変異・選択平衡におけるハーディ–ワインベルク保因者頻度 2pq に変換します。
LMSプラグインとカウンセリング用紙のオラクル
優性度が与えられたとき √(μ/s) から μ/(h s) へ切り替える決定論的な突然変異・選択検査を、シミュレーションライブラリなしで埋め込みます。
よくある質問
優性度係数 h はいつ指定すべきですか？
完全劣性の対立遺伝子では h を 0 のままにするか省略してください。部分優性または完全優性の有害対立遺伝子では h を (0, 1] で送ります。そのとき計算機は平方根式ではなく q = μ/(h s) を使います。
この平衡での突然変異荷重とは何ですか？
完全劣性では μ に等しくなります（ホールデン）。ヘテロ接合体が露出しているときはおよそ 2μ です。
一部の突然変異率を計算機が拒否するのはなぜですか？
μ > s（劣性）または μ > h s（h > 0）なら、教科書の平衡頻度は 1 を超えます。
有害な劣性対立遺伝子の平衡頻度はどう計算しますか？
突然変異率を選択係数で割り、その平方根をとります。突然変異率0.000001、選択係数0.01なら対立遺伝子頻度は0.01で、残りの0.99が正常型です。
この結果はどんな集団にも当てはまりますか？
無作為に交配する大きな集団を想定しており、そこでは新たな突然変異と選択のつり合いが予測できます。教科書的な平衡であり、小さな集団や孤立した集団の予測ではありません。
関連ツール
開発者向け — APIアクセス
このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。
エンドポイント
Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。
お使いのスタックから呼び出す
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/bio/mutation-equilibrium-frequency \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"mutation_rate":0.000001,"selection_coefficient":0.01}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/bio/mutation-equilibrium-frequency", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"mutation_rate": 0.000001,
"selection_coefficient": 0.01
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/bio/mutation-equilibrium-frequency",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"mutation_rate": 0.000001,
"selection_coefficient": 0.01
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/bio/mutation-equilibrium-frequency", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"mutation_rate":0.000001,"selection_coefficient":0.01}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"mutation_rate":0.000001,"selection_coefficient":0.01}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/bio/mutation-equilibrium-frequency", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)リクエスト例
{
"mutation_rate": 0.000001,
"selection_coefficient": 0.01
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "bio.mutation_equilibrium_frequency",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。
料金
単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。
エラー
| HTTP | コード | 意味 |
|---|---|---|
401 | unauthorized | APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。 |
402 | insufficient_balance | 残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。 |
404 | unknown_type | 指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。 |
429 | rate_limited | リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。 |
技術的な注記
無効な値は1を超える頻度を捏造せず、invalid_inputで失敗します。
入力契約、公式、応答の形、および検証
必須の有限数を二つ持つ JSON 本体を POST してください。mutation_rate（μ、厳密に正で最大は一）と selection_coefficient（有害ホモ接合体に対するs、厳密に正で最大は一。各欄は JSON 数または数値文字列を受け付け、1e-6 のような科学記数法も可です。突然変異率の別名 mu, u, mutation, mut、選択係数の s, selection, sel、優性度の h, dominance_coefficient, het_dominance は正規の鍵へ正規化されます。欠落欄、真偽値、空文字、非有限値は欄名を付けて invalid_input で失敗します。成功時本体は丸めた入力をエコーし、hが零なら √(μ/s)、hが正なら μ/(h s) からの equilibrium_frequency qハット、1からqハットを引いた wildtype_frequency、2pq の heterozygote_frequency、qの二乗の homozygote_frequency、2 h s p q に s q の二乗を足した mutation_load、さらに formula、model（recessive、partial_dominance、または dominant）、短いメッセージを返します。
突然変異・選択平衡APIが役立つ場面
実装はティアAの parse のため、成功した呼び出しは毎回公表の基本料金 $0.002 で、モデルトークンも外向きネットワークもありません。要求を小さく保ち、テストで equilibrium_frequency と heterozygote_frequency を固定すれば、自前の集団遺伝学スタックを置かずに宿題・カウンセリング用紙・エッジワーカー向けの再現可能な突然変異・選択の数値が得られます。
技術的な質問
劣性有害対立遺伝子の平衡頻度はどのように求めますか。
正の mutation_rate μ と selection_coefficient s を送ってください（優性度の既定は 0）。API は q = √(μ/s) に加え、野生型 p、保因者 2pq、ホモ接合体 q²、突然変異荷重 L = s q² を返します。
突然変異・選択平衡計算機の料金はいくらですか。
ブラウザの用具は無料です。API 要求は成功した呼び出しごとに前払い KIT 残高から $0.002 を使います。無効な入力は課金されません。