ダン・ガスフィールド

ダニエル・ミア・ガスフィールドはアメリカのコンピュータ科学者であり、カリフォルニア大学デービス校のコンピュータサイエンスの特別教授です。ガスフィールドは、組合せ最適化と計算生物学の研究で知られています。^[1]

ガスフィールドは、1973年にカリフォルニア大学バークレー校でコンピュータサイエンスの学士号を取得し、 ^[要出典]、1975年にカリフォルニア大学ロサンゼルス校（UCLA）でコンピュータサイエンスの理学修士号を取得し、 ^[要出典] 、 1980年にバークレー校で工学科学の博士号を取得しました。[ 3 ^]博士課程の指導教官はリチャード・カープでした。^[2]

ガスフィールドは1980年にイェール大学のコンピューターサイエンス学部に加わり、1986年にカリフォルニア大学デービス校のコンピューターサイエンス学部の准教授に就任した。ガスフィールドは1992年にコンピューターサイエンスの教授となり、2000年から2004年までカリフォルニア大学デービス校のコンピューターサイエンス学部長を務めた。ガスフィールドは2016年にカリフォルニア大学デービス校のキャンパス全体で最高の地位である特別教授に任命された。^[4]

ガスフィールドの初期の研究は、組合せ最適化とその現実世界への応用でした。彼の初期の大きな成果の1つはネットワークフローに関するもので、5行の疑似コードを追加するだけで、任意のネットワークフローアルゴリズムをゴモリ・フー木を構築するアルゴリズムに変換する簡単な手法を発表しました。 ^[5]もう1つの貢献は安定マッチングで、ドナルド・クヌースが提案した平等主義安定結婚問題 に対する多項式時間アルゴリズム^[6]に貢献しました。ガスフィールドの安定結婚に関する研究は、ロバート・アーヴィングとの共著である「安定結婚問題：構造とアルゴリズム」という本に結実しました。^[7]

1984年からガスフィールドは計算生物学の分野に進出し、この分野で研究する最初のコンピュータ科学者の一人となった。計算生物学における彼の最初の成果は、イェール大学の技術報告書「系統発生におけるシュタイナー樹問題」に記されたが、これは雑誌には掲載されていない。計算生物学における彼の最初の論文「進化史を推論するための効率的なアルゴリズム」は、1988年に技術報告書として最初に発表され、^[8]その後、雑誌「Networks」に掲載された。^[9]この論文は現在、ガスフィールドの論文の中で最も引用されている。ガスフィールドの1993年の多重配列アラインメントに関する論文^[10]は、 PubMedで「計算生物学」として 索引付けされた最初の出版物である 。

アルゴリズム計算生物学におけるコンピュータサイエンス研究の黎明期におけるガスフィールドの影響は大きい。1991年には米国エネルギー省のヒトゲノム研究プログラム パネルのメンバー、1994 年から 1995 年にかけてはラトガース大学プリンストン校DIMACSセンターの分子生物学の数学的支援に関する特別年度の運営委員会のメンバーを務めた。1995 年には分子バイオインフォマティクスに関するダグストゥール会議を共同主催した。1996 年の創刊以来、 Journal of Computational Biologyの編集委員会のメンバーを務めている。カリフォルニア大学デービス校では、カリフォルニア大学デービス校ゲノミクス センターの開発を提案した 3 人組のグループに所属し、ゲノミクス センター運営委員会のメンバー (1999 ～ 2003 年) を務め、ゲノミクスの問題に共同で取り組む生物学者とコンピュータ科学者の学際的なコミュニティの構築に貢献した。最後に、2004年にガスフィールドは、計算生物学に携わるコンピュータサイエンスと数学の研究者に特化した数少ないジャーナルの1つであるIEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics (TCBB)の提案に協力しました。彼は2009年までその創刊編集長を務め、 ^{[11]後にTCBB運営委員会の委員長になりました。最近では、カリフォルニア大学バークレー校の}シモンズ計算理論研究所の2つの学期プログラム（最初は進化、その後はゲノミクスにおけるアルゴリズムの課題）に招待客員科学者として参加しました。さらに、ガスフィールドは、計算生物学に携わる多くの著名なコンピュータ科学者の博士課程の指導教官またはポスドクのメンターを務めてきました。その中には、オリバー・オイレンシュタイン教授（アイオワ州立大学）、^{[引用が必要]ポール}・ホートン博士（東京） 、 ^{[引用が必要]}カオ・ミンヤン教授（ノースウェスタン大学） 、 ^{[引用が必要]}ジョン・ケチェシオグル教授（アリゾナ州）、^{[引用が必要}] ユン・S・ソン教授（カリフォルニア大学バークレー校およびペンシルベニア大学）、^{[引用が必要]} R・ラヴィ教授（CMU）、ジェンス・ストイエ教授（ビーレフェルト）、ルーシェン・ワン教授（香港城市大学）^{[引用が必要]}、ユーフェン・ウー教授（コネチカット大学）などがあります。^{[引用が必要]}

ガスフィールドは、分子配列の比較と分析、^[12]系統樹と系統ネットワークの推論、^[13] DNA配列のハプロタイピング、^{[14] [15] [16]}弦グラフ理論を使用した多状態完全系統発生問題、^[17]およびRNAフォールディングの高速アルゴリズムに多大な貢献をしてきました。^[18] 2014年以来、彼は計算生物学における整数線形計画法の応用と開発に注力しています。

ガスフィールドは、分子配列解析のアルゴリズムの基礎をコンピュータ科学者向けに包括的に説明した著書『文字列、木、および配列のアルゴリズム：コンピュータサイエンスと計算生物学』 [ ^{19]で最もよく知られており、8000回以上引用されています。 [1]}この本は、コンピュータサイエンスと計算生物学の交差点を定義し、発展させるのに役立ちました。彼の計算生物学に関する2冊目の本は、系統ネットワークに関するもので、^{[20]これは古典的な樹木モデルを超えて、交雑、組み換え、}水平遺伝子移動 などの生物学的プロセスを取り扱うグラフ理論的進化モデルです。

2019年に、彼の計算生物学に関する3冊目の本が出版されました。『計算生物学とシステム生物学における整数線形計画法: 入門レベルのテキストとコース』 (ケンブリッジ大学出版局、2019年、ISBN  9781108421768 ) では、生物学における計算問題の解決に整数線形計画法が役立つ理由と方法を説明しています。この本には、本で説明されているほとんどのトピックに必要な不等式を生成する50以上のコンピュータープログラムが付属しています。その後、ガスフィールドと学生たちは、整数計画法が効果的でない生物学の問題を効率的に解決するために、満足度ソルバーの使用を検討しました。

彼の5冊目の本^[要説明]は、2024年1月にケンブリッジ出版から出版される予定だ。そのタイトルは『Proven Impossible: Elementary Proofs of Profound Impossibility from Arrow, Bell, Chaitin, Gôdel, Turing and more』。この本では、算術と単純な論理のみを使用して、さまざまなトピック領域（物理学、経済学、データサイエンス、コンピューターサイエンス、数学、論理学）における不可能性を証明する深い定理の完全かつ厳密な証明を提示している。提示された証明は、もともと非常に難しく専門家だけが理解できると考えられていた定理の、文献に見られる最も単純で明確な証明に基づいている。この本の前提は、これらの定理のより現代的な証明ははるかに単純で簡単であり、専門家以外の人向けに提示された場合、中学教育程度で厳密な論理的議論に従う規律（ペンを手に）があれば誰でも理解できるというものだ。^[要出典]

ガスフィールドは、組み合わせ最適化と計算生物学への貢献により、2015年に電気電子学会（IEEE）フェローに任命されました[ ²¹ ] 。2016年、ガスフィールドは「計算生物学への顕著な貢献、特に進化樹の構築、分子配列分析、集団遺伝学の最適化問題、RNAフォールディング、生物学における整数計画に関するアルゴリズム研究」により、国際計算生物学会（ISCB）フェローに選出されました^[22] 。2016年、ガスフィールドはカリフォルニア大学デービス校の最高位である特別教授に任命されました。 2017年にはACMフェローに選出されました^。[23]