cytoscapeとは？初心者向けにわかりやすく解説する使い方と基礎知識共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

cytoscapeとは何か

cytoscapeは、ネットワークデータを美しくわかりやすく表示するためのデスクトップアプリケーションです。主に生物学の分野で使われますが、社会科学や他の分野のデータにも活用できます。

主な用途と特徴

このソフトは、ノードと呼ばれるデータの点と、エッジと呼ばれる関係を表す線を扱います。ノードは個別のデータ単位、エッジは関係性を表します。 Cytoscape には多くのプラグインがあり、遺伝子ネットワークの解析、機能的経路の探索、クラスタリング、統計的分析などを助けてくれます。

インストールと準備

インストールはとても簡単です。公式サイトから Cytoscape Desktop をダウンロードしてインストールします。動作には Java が必要な場合があるので、事前に確認しましょう。

データの取り込みと基本操作

データは SIF 形式や CSV 形式などで取り込むことができます。取り込んだ後は、ノードやエッジの属性を編集して、色や形、太さを設定します。初めての人は、デモデータを使って操作感をつかむと良いです。

基本的なレイアウトとスタイル

レイアウトとは、ノードの配置のルールのことです。力学モデルやバネモデル、距離に基づく配置など、好みやデータに応じて選べます。ノードの色分けやサイズ設定は、属性データに基づいて自動で変わるように設定できます。

分析ツールとプラグイン

Cytoscape には プラグイン という追加機能が豊富です。例として、機能的経路の抽出、クラスタの検出、統計分析、ネットワークの比較などが挙げられます。プラグインは公式サイトからインストールできます。

データ形式と互換性

取り込み可能なデータ形式にはいくつかの共通パターンがあります。以下の表は代表的なものです。

<th>データ形式

データ形式	SIF
CSV
データ形式	CX

また、他のツールと連携するために Excel や Python のデータと結合して使うことも可能です。

初心者向けのヒント

最初はデモデータを使い、レイアウトと色の設定を触ってみましょう。データが大きくなると処理が重くなることがあるので、PCの性能に合わせてノード数を制限するか、適切なレイアウトを選ぶと良いです。

よくある質問

Q: Cytoscape は無料ですか？ A: はい、基本的なデスクトップ版は無料で使えます。Q: 学習コストは高いですか？ A: 初心者には少し難しく感じることもありますが、公式のチュートリアルや動画を見ながらゆっくり進めれば大丈夫です。

まとめ

cytoscapeは、ネットワークの可視化と分析を一つのソフトで実現できる強力なツールです。使い方を一つずつ試していけば、データの関係性を直感的に理解できるようになり、研究や学習の助けになります。

cytoscapeの関連サジェスト解説

cytoscape.js とは: cytoscape.js とはウェブ上でグラフやネットワークを美しく表示するための JavaScript ライブラリです初心者にも分かりやすく作られておりノードとエッジと呼ばれる要素を組み合わせてデータのつながりを視覚化しますクライアント側だけで動くためサーバー負荷が少なくユーザーの操作に応じて拡大縮小やドラッグアニメーションが実行できます主な使い方はまずライブラリを読み込みコンテナ要素を用意してつぎに表示するデータを要素として準備します要素はノードとエッジの配列でノードにはデータとして識別子 id などをエッジには出発点 source と到着点 target を持たせますさらにスタイルを定義してノードには内容を表示したり線には色や太さを設定したりしますレイアウト機能も充実しており grid 円形 cose コーネタティックなどの配置アルゴリズムを選択できますこれにより複雑な関係図も見やすく整列させられます実際の作業の流れはまず初期化の設定を作成しコンテナとデータを渡して cytoscape を起動しますつぎに希望のレイアウトを適用したりイベントでノードをクリックしたときの反応を作ったりさらに要素を追加削除することも可能ですなお大規模なグラフになると描画や計算コストが増えるためパフォーマンスの最適化が必要になる場合があります追加のプラグインや外部ライブラリと組み合わせることで効率的な描画や高度な分析機能を取り入れることもできます簡単なデータの可視化から複雑なネットワーク分析まで幅広く活用できる点が cytoscape.js の魅力です

cytoscapeの同意語

Cytoscape: 生物学的ネットワークの可視化・解析を行うオープンソースソフトウェア。ノードとエッジでネットワークを描画し、プラグインで機能を拡張できます。
Cytoscape.js: Cytoscapeの機能をウェブ上で実現するJavaScriptライブラリ。ウェブアプリにネットワーク図を組み込む際に使います。
生物ネットワーク可視化ツール: 生物学のネットワークデータを視覚化するソフトウェア全般の総称。Cytoscapeはその代表例です。
グラフ可視化ソフト: ノードとエッジから成るグラフを描画・操作するソフトウェア一般。Cytoscapeは生物分野の代表格です。
ネットワーク分析ツール: データ内の関係性を分析・可視化するツールの総称。Cytoscapeはこのカテゴリの代表例のひとつです。
バイオインフォマティクス可視化ソフト: 生物情報学データを視覚化することを目的としたソフトウェア。Cytoscapeはその中心的な例です。
オープンソースのネットワーク可視化ツール: ソースコードが公開され、自由に使用・改変できるネットワーク可視化ソフトのカテゴリ。
分子相互作用ネットワーク可視化ソフト: 分子間の相互作用を表すネットワークを描画するソフト。Cytoscapeは代表的な選択肢です。
生物情報学グラフ描画ツール: 生物情報学データをグラフとして描画するツールの総称。Cytoscapeはその代表格です。
ノード-エッジ可視化ソフト: ノード（点）とエッジ（線）でデータを視覚化するソフト。Cytoscapeはこのタイプの主要ソフトです。
ウェブベースネットワーク可視化ライブラリ: ウェブ環境でネットワークを描画するためのライブラリ群。Cytoscape.jsが代表例です。
ネットワークビジュアライゼーションプラットフォーム: ネットワークの視覚化と解析を統合して提供するプラットフォームの総称。
生体ネットワーク視覚化プラットフォーム: 生物学的ネットワークデータを視覚化・解析できる総合プラットフォーム。
グラフデータ視覚化ツール: グラフデータをビジュアルに表現するソフトウェア全般。
オープンソース可視化プラットフォーム: ソースコード公開の可視化ツールを含むプラットフォーム群の総称。
Cytoscape.jsライブラリ: ウェブアプリ向けに Cytoscape の機能を提供する JavaScript ライブラリ。

cytoscapeの対義語・反対語

非可視化ツール: データを可視化せず、グラフやネットワークを視覚的に表示しないツール。
テキスト中心表示: グラフやネットワークを表示せず、テキストデータのみを表示する表示形式。
グラフ非表示モード: ネットワーク構造を一切可視化せず、グラフを表示しない設定・モード。
データ処理専用ツール: 分析・処理に重点を置き、可視化機能を前提としないツールや機能。
静的表示のみの可視化: 動的・インタラクティブなネットワーク可視化を提供しない静的な表示。
ノード・エッジ表示をオフ: ノードやエッジを画面に表示しない表示設定・状態。
非ネットワーク系可視化: ネットワーク可視化以外の可視化（例: 表・地図・画像など）を主目的とするツール。
テーブル中心のデータビュー: ネットワーク表示を伴わず、表形式データの表示に特化したビュー。
単一ノードのみ表示: ネットワーク全体を表示せず、1つのノードだけを表示する表示形式。
非対話的ツール: ユーザーの操作によるインタラクションが少ない、あるいは無い可視化ツール・機能。
生体ネットワーク以外向けの可視化: 生体ネットワーク以外のデータ可視化を前提とする用途・ツール。
データ処理に特化した無ビジュアルツール: 分析を行うがビジュアル化を伴わない、非表示・非可視化の処理ツール。

cytoscapeの共起語

ネットワーク解析: 複数のノードとエッジからなるネットワークの構造や性質を調べる分析。 Cytoscapeはこの解析結果を視覚的に表示・探索できるツールです。
グラフ: データをノード（点）とエッジ（線）で表現したデータ構造。 Cytoscapeの基本的な扱い方の対象です。
ノード: グラフの基本要素で、個々の対象（タンパク質・遺伝子・人など）を表します。
エッジ: ノード間の関係を表す線。相互作用や関連性を示します。
レイアウト: ノードを画面上に見やすく並べる配置のこと。読みやすさやパターンを改善します。
レイアウトアルゴリズム: ノードの配置を決める計算手順。代表例にはフォース・ディレクテッドなどがあります。
アプリ: Cytoscape上で機能を拡張する追加機能のパッケージ。データの解析・可視化を強化します。
プラグイン: アプリと同義で、Cytoscapeの拡張機能を指す一般的な呼称です。
データインポート: 外部のデータを Cytoscape に取り込む作業。ノード・エッジ・属性の読み込みを含みます。
データ形式: 取り込み・エクスポートに用いるファイル形式の総称。SIF・XGMML・GML・CX・CSVなどが代表例です。
SIF: Simple Interaction Format の略。相互作用ネットワークを表すシンプルなテキスト形式です。
XGMML: XMLベースのグラフモデリング言語の略。ネットワークデータの表現形式の一つです。
GML: Graph Modelling Language の略。グラフデータを記述する標準形式です。
CX: Cytoscape Exchange の略。 Cytoscape とのデータ交換用フォーマットでJSONベースです。
CSV: カンマ区切りの表形式データ。ノード・エッジの属性を整理して取り込む際に使われます。
Cytoscape.js: Cytoscapeの機能をウェブ上で再現するJavaScriptライブラリ。ウェブアプリからネットワークを表示できます。
Cytoscape Desktop: Cytoscape のデスクトップ版ソフトウェア。ローカルで大規模なネットワークを扱えます。
バイオインフォマティクス: 生物情報学の分野でネットワーク解析・可視化が頻繁に行われ、Cytoscapeがよく用いられます。
経路: 生物学的な経路（代謝経路・シグナル伝達経路など）を可視化・解析する用途でよく使われます。
属性: ノードやエッジに付与する追加情報の総称。名前・値・カテゴリなどが含まれます。
ノード属性: 各ノードに紐づく情報（例: 名前、タイプ、スコアなど）。
エッジ属性: 各エッジに紐づく情報（例: 重み、信頼性、相互作用の種類など）。
可視化: データを視覚的に表現して理解を助けること。 Cytoscapeの主目的の一つです。
視覚スタイル: ノードやエッジの色・大きさ・形など見た目を決める設定。データの意味を伝えやすくします。
クラスタリング: ノードを関連性でグループ化して、ネットワークの構造を分かりやすくする分析機能。

cytoscapeの関連用語

Cytoscape: 生物学のネットワークを中心に、データの可視化・統合・解析・共有を一つの環境で行えるデスクトップアプリケーション。
Cytoscape.js: ウェブブラウザ上でネットワークを描画する JavaScript ライブラリ。対話的なグラフ表示が可能。
ノード / Node: ネットワークの基本要素。個々の対象（遺伝子・タンパク質・サンプルなど）を表します。
エッジ / Edge: ノード間の関係を示す線。相互作用・結合・関係性を表現します。
グラフ / Graph: ノードとエッジの集合。ネットワーク全体を構成するデータ構造。
ネットワーク / Network: 複数のノードとエッジで形成される関係の集合。生物学以外にも様々な分野で使われます。
視覚属性マッピング / Visual Style: ノード・エッジの色・大きさ・形などをデータ属性に応じて自動で割り当て、見やすさを高める設定。
VizMap: Visual Style（視覚スタイル）の略。視覚表現の設定全般を指します。
レイアウト / Layout: ノードの配置を決定するアルゴリズム。円形・格子・力学的などがあります。
Circle Layout: ノードを円形に並べるレイアウト。
Grid Layout: ノードを格子状に並べるレイアウト。
Tree Layout: ノードを木構造の形で配置するレイアウト。
Force-directed Layout / Fruchterman-Reingold: 力の均衡でノードを配置する代表的なレイアウト手法。
SIF / Simple Interaction File: 最小限の相互作用データを表すテキスト形式。Cytoscape での読み込みに使われます。
XGMML / eXtensible Graph Markup and Modeling Language: XMLベースのグラフ記述形式。ノード・エッジの属性を保存可能。
GraphML: XMLベースの標準的なグラフデータ形式。属性付きグラフの保存に適します。
CX / Cytoscape Exchange: 大容量データの交換・共有に使われるネットワークデータフォーマット。
セッションファイル / Session: .cys 形式で、作業状態を保存して再開できます。
アプリ / Apps: Cytoscape の機能を拡張する追加モジュール。分析やデータ連携を強化します。
cytoHubba: ネットワークのハブノードを特定するアルゴリズムを提供するアプリ。
MCODE: 密度ベースクラスタリングでサブネットを検出するアプリ。
ClusterMaker: 複数のクラスタリングアルゴリズムを統合したアプリ群。
NetworkAnalyzer: ネットワークの中心性・距離・最短経路などの統計指標を計算する機能/アプリ。
BioPAX Importer: BioPAX 形式の生物経路データを Cytoscape に取り込む機能。
ReactomeFI: Reactome 経路データを Cytoscape で可視化・解析するアプリ。
STRING Integration: STRING データベースの相互作用ネットワークを Cytoscape に取り込む機能。
GO Enrichment / GO 富化解析: 遺伝子セットが特定の GO カテゴリに統計的に富むかを検定する解析。
Enrichment Analysis: 富化解析の総称。機能的特徴を見つけ出す手法。
GO / Gene Ontology: 遺伝子オントロジー。遺伝子機能の階層的分類を提供する辞書。
KEGG: KEGG 経路データの可視化・解析をサポートする機能。
GO / 富化: 遺伝子セットの機能的傾向を検出するための統計的解析。
RCy3: R から Cytoscape を制御するパッケージ。再現性の高い解析ワークフローを作成可能。
py2cytoscape: Python から Cytoscape を制御するライブラリ。
CyREST: Cytoscape の REST API。外部ツールから自動化操作を可能にします。
Cytoscape Automation: CyREST などを活用したワークフローの自動化と統合の考え方。
Cytoscape Cloud: クラウド上で Cytoscape の機能を利用できるサービス。
ノードテーブル / Node Table: ノードの属性データを格納する表。視覚設定や解析の元データ。
エッジテーブル / Edge Table: エッジの属性データを格納する表。重み・タイプ・信頼度などを保持。
属性データ / Attribute Data: ノード・エッジに紐づく追加情報。分析・表示の元データ。
フィルタ / Filter: 条件に基づいてネットワークを絞り込む機能。
サブネットワーク / Subnetwork: 元のネットワークから切り出した小さなネットワーク。
パスウェイ / Pathway: 生物学的経路の連なり。タンパク質・遺伝子の相互作用の連鎖。
CytoNCA: ネットワークの中心性を計算して重要ノードを特定するアプリ。
媒介中心性 / Betweenness centrality: 情報の流れにおける中継点の重要度を示す指標。
次数 / Degree: ノードに接続するエッジの本数。基本的な中心性指標。
最近接中心性 / Closeness centrality: ノード間の平均距離の短さを評価する指標。
固有ベクトル中心性 / Eigenvector centrality: 隣接ノードの重要性を考慮して影響力の大きいノードを測る指標。
最短経路 / Shortest path: 2つのノードを結ぶ最短距離の経路とその長さ。
コミュニティ検出 / Community detection: ネットワーク内の密結合グループを特定する解析。
クラスタリング係数 / Clustering coefficient: ノード近傍の結びつき密度を表す指標。