基因組上下文網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建及其在進(jìn)化分析中的應(yīng)用.pdf

1、隨著人類(lèi)基因組測(cè)序工作的完成，以及越來(lái)越多的原核及真核生物的全基因組序列數(shù)據(jù)的累積，對(duì)基因組的研究已經(jīng)步入了后基因組（post-genomics）時(shí)代，在后基因組時(shí)代，基因組研究的重心將轉(zhuǎn)向基因功能（functional genomics）， 基因組上下文方法就是眾多后基因組時(shí)代的生物信息學(xué)方法之一。其通過(guò)同時(shí)考察多個(gè)基因組來(lái)獲得基因及其編碼的蛋白質(zhì)之間的功能關(guān)聯(lián)，這種功能關(guān)聯(lián)有著許多應(yīng)用，除了在傳統(tǒng)的在蛋白質(zhì)相互作用中應(yīng)用，基

2、因組上下文方法還可以應(yīng)用在比較基因組學(xué)等方面，另外，我們通過(guò)比較由基因組上下文方法繪制的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了物種的進(jìn)化樹(shù)，證明了這種基因間的關(guān)系足以描述物種分類(lèi)上的差異。另外，基于這些方法的廣泛使用，有必要為這些方法提供自動(dòng)化的程序來(lái)提高分析效率。 本文主要包括以下三個(gè)方面： 1.基因組上下文分析方法的介紹。介紹三種基因組上下文分析的方法，包括系統(tǒng)發(fā)生譜方法（phylogenetic profile method），基因鄰居方法（

3、gene neighbor method）以及基因融合（gene fusion method）的基本原理，以及各自的統(tǒng)計(jì)學(xué)的檢驗(yàn)方法。 2.基因組上下文網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的工具。通過(guò)對(duì)三種基因組上下文分析方法的實(shí)現(xiàn)，制作了一個(gè)可以用來(lái)計(jì)算，繪制以及展示由基因組上下文分析方法得到的基因間關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)的工具。這是對(duì)現(xiàn)有的基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)很好的補(bǔ)充，使得用戶(hù)可以按照自己的需要得到網(wǎng)絡(luò)以供進(jìn)一步的分析工作。 3.基于基因組上下文方法的

4、進(jìn)化分析?；诨蚪M的數(shù)據(jù)，我們第一次利用反映基因間關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了含有195個(gè)物種的生命之樹(shù)。這部分工作假定了生物體是個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)各部分之間的關(guān)系才是生物體的本質(zhì)。這種視角讓我們驗(yàn)證了分類(lèi)學(xué)里面的一些傳統(tǒng)觀(guān)念，同時(shí)也看到了一些和過(guò)去不一樣的結(jié)論，比如高GC含量的革蘭氏陽(yáng)性菌起源，同時(shí)還對(duì)一些物種的傳統(tǒng)分類(lèi)提出了異議。我們的工作證明了從基因間關(guān)系重構(gòu)生物歷史的可能，對(duì)傳統(tǒng)的分類(lèi)學(xué)提出了挑戰(zhàn)。我們的結(jié)果說(shuō)明基因間的關(guān)系足以確定一個(gè)物種的分