基于基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)的基因差異性表達(dá)分析.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)建模已被證明是分析細(xì)胞內(nèi)部工作原理的基本工具。人們對(duì)生物過(guò)程的理解已經(jīng)被徹底改變，并且在疾病生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)方面取得了很大進(jìn)展。研究者已經(jīng)致力于使用由高通量技術(shù)產(chǎn)生的功能基因組數(shù)據(jù)集來(lái)重建各種類(lèi)型的生物化學(xué)網(wǎng)絡(luò)。
　　基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)作為基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的一種，它由基因作為節(jié)點(diǎn)，基因間的相互作用關(guān)系作為邊。它可以用于尋找樞紐基因和基因模塊中的關(guān)鍵基因從而發(fā)現(xiàn)新的致癌基因、癌癥亞型等，并且為醫(yī)學(xué)等方面的研究提供幫助。許多生物學(xué)研究領(lǐng)域

2、如藥物設(shè)計(jì)需要基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，以提供對(duì)活細(xì)胞中細(xì)胞過(guò)程的清楚的認(rèn)識(shí)和理解。這是因?yàn)榛蚣捌洚a(chǎn)物之間的相互作用在許多分子過(guò)程中起重要作用?；蛘{(diào)控網(wǎng)絡(luò)可以作為研究人員觀察基因之間關(guān)系的藍(lán)圖。由于其重要性，已經(jīng)提出了幾種計(jì)算方法以從基因表達(dá)數(shù)據(jù)推斷基因調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。DNA，RNA，蛋白質(zhì)和代謝物之間的復(fù)雜的調(diào)節(jié)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)生物體如何實(shí)現(xiàn)表型和功能?；蚬脖磉_(dá)網(wǎng)絡(luò)，與差分相關(guān)分析一起，提供最通用的基因相互作用探索工具，使用基因表達(dá)模式，以確定潛在的

3、關(guān)聯(lián)和模塊化的基因相互作用和網(wǎng)絡(luò)之間的差異關(guān)聯(lián)。結(jié)合不同類(lèi)型的生物數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)可以幫助將整個(gè)生物信息的復(fù)雜性降低為離散的和可解釋的數(shù)據(jù)片段，它們是假設(shè)構(gòu)建和測(cè)試的起點(diǎn)。
　　從基因表達(dá)譜中鑒定條件特異性子網(wǎng)具有重要的生物應(yīng)用，它的范圍從選擇疾病相關(guān)生物標(biāo)記到發(fā)現(xiàn)跨不同表型的通路改變。雖然存在許多用于提取這些子網(wǎng)絡(luò)的方法，但是同時(shí)考慮單個(gè)基因的差異表達(dá)和基因?qū)Φ牟町愊嚓P(guān)性的現(xiàn)有方法卻非常少，并且容易丟失數(shù)據(jù)中潛在的有價(jià)值的信息。

4、>　　在本文中，我們提出了一種新的差異性子網(wǎng)搜索算法，它采用聯(lián)合測(cè)量“節(jié)點(diǎn)”（個(gè)體基因）和“邊”（基因—基因共表達(dá)）的條件特異性變化的評(píng)分函數(shù)。它使用遺傳算法來(lái)搜索使得評(píng)分函數(shù)最大化的單個(gè)最佳子網(wǎng)絡(luò)。我們將該算法應(yīng)用于具有各種差異表達(dá)模式的模擬數(shù)據(jù)集和兩個(gè)真實(shí)數(shù)據(jù)集，第一個(gè)來(lái)自病態(tài)肥胖患者的跨組織比較，另一個(gè)來(lái)自HapMap樣品的跨人口群的比較。與以前的方法相比，該方法更穩(wěn)健地識(shí)別適當(dāng)大小和有意義的生物相關(guān)性的子網(wǎng)絡(luò)，具有更重要的生物意