【摘要】：癌癥是一種嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康和生存的疾病,它的發(fā)生和發(fā)展與基因之間的聯(lián)合調(diào)控、基因與環(huán)境間的相互作用有關(guān),是一種復(fù)雜的細(xì)胞生理過(guò)程。基因組技術(shù)的發(fā)展,完善了各種疾病的基因數(shù)據(jù),使人們?cè)谌蚪M水平上研究個(gè)體差異和疾病的發(fā)生成為可能。理解生物體的基因功能和調(diào)控機(jī)制,對(duì)癌癥的科學(xué)研究和臨床治療具有重要的意義。本文面向癌癥基因組學(xué)數(shù)據(jù),建立了轉(zhuǎn)錄因子-microRNA協(xié)同調(diào)控基因網(wǎng)絡(luò)模型。首先,研究了建立與癌癥有關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子和microRNA協(xié)同調(diào)控基因網(wǎng)絡(luò)模型的生物信息學(xué)方法。然后,研究了轉(zhuǎn)錄因子-microRNA協(xié)同調(diào)控的前饋環(huán)動(dòng)力學(xué)模型的推斷方法。最后,通過(guò)實(shí)際數(shù)據(jù)驗(yàn)證了本文提出的模型。本文從TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取宮頸癌相關(guān)的基因與microRNA數(shù)據(jù),以倍數(shù)分析的對(duì)數(shù)和特征基因的錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)率作為標(biāo)準(zhǔn),得到與疾病相關(guān)的差異表達(dá)基因與microRNA。通過(guò)加權(quán)基因關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)分析構(gòu)建了差異基因和差異microRNA的共表達(dá)網(wǎng)絡(luò):使用位置權(quán)重矩陣預(yù)測(cè)了轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn),從而得到調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄因子;通過(guò)整理TransmiR數(shù)據(jù)庫(kù)得到轉(zhuǎn)錄因子-microRNA調(diào)控關(guān)系對(duì):綜合以上結(jié)果最終獲得23個(gè)基因-轉(zhuǎn)錄因子-microRNA前饋環(huán)模體�；谖⒎址匠探M模型建立了基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的前饋環(huán)模體的動(dòng)力學(xué)模型,考慮微陣列基因數(shù)據(jù)噪聲形式的復(fù)雜性,針對(duì)不同的噪聲形式,利用方差穩(wěn)定化處理推導(dǎo)出翹曲函數(shù),在翹曲高斯過(guò)程回歸框架下實(shí)現(xiàn)了模型推斷和參數(shù)辨識(shí)。本文建立了多轉(zhuǎn)錄因子和microRNA協(xié)同調(diào)控網(wǎng)絡(luò)模型,使用馬爾科夫鏈蒙特卡洛算法進(jìn)行參數(shù)求解并推斷出隱轉(zhuǎn)錄因子與microRNA活性水平。根據(jù)本文所提出的混合噪聲形式下多轉(zhuǎn)錄因子協(xié)同調(diào)控的基因網(wǎng)絡(luò)模型,利用仿真數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型具有較高的參數(shù)辨識(shí)精度和可靠性;利用真實(shí)生物數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型具有較好的逼近能力和解釋力。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：Q811.4;R73
【圖文】：

圖 1-1 基因表達(dá)過(guò)程Fig.1-1 Gene expression process基因的表達(dá)過(guò)程不僅被其它基因所影響，它同時(shí)會(huì)作用于其它基因的與抑制可以組成一個(gè)完整的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)[8]。通常來(lái)說(shuō)，生物體中的細(xì)絡(luò)所調(diào)控。由于生命體是一個(gè)用以?xún)?chǔ)存和加工信息的多層次系統(tǒng)，研究平不能完整地揭示生命現(xiàn)象的規(guī)律。調(diào)控網(wǎng)絡(luò)是細(xì)胞內(nèi)多種 DNA、RNA、蛋白質(zhì)等之間相互作用的整體表且復(fù)雜的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)[9]。近年來(lái)，全基因組測(cè)序的完成、高通量測(cè)定基因生物學(xué)、生物信息學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，使得復(fù)雜和相對(duì)完整的基因調(diào)控網(wǎng)�；蛘{(diào)控網(wǎng)絡(luò)有多個(gè)特點(diǎn)，如復(fù)雜多樣、有限連通等[10]。調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究意義是一種嚴(yán)重影響人體的健康和生存的疾病，它的發(fā)生和發(fā)展是一種復(fù)雜與多個(gè)基因之間的復(fù)雜調(diào)控以及基因與環(huán)境間的相互作用有關(guān)[11]�；藗�?cè)谌蚪M水平上研究個(gè)體差異和疾病的發(fā)生提供了可能，傳統(tǒng)的

的基因和 microRNA 數(shù)據(jù)GA 數(shù)據(jù)庫(kù)中的宮頸癌轉(zhuǎn)錄本數(shù)據(jù)，TCGA 數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)中善基因組的測(cè)序和分析技術(shù)，用以理解癌癥在分子層面的所有癌癥基因組的機(jī)制研究，用以幫助人們最終預(yù)防癌因組學(xué)數(shù)據(jù)包括 309 個(gè)樣本的基因表達(dá)數(shù)據(jù)和 312 個(gè)樣本用樣本基因的 RNA-seq 數(shù)據(jù)和 microRNA 的 microRNA-snts 代表的是比對(duì)到每個(gè)基因的 reads 數(shù)目�？蓪⒃嫉姆稚⑽募幚頌榫仃嚪奖愫罄m(xù)分析，下載 js錄并進(jìn)行解壓。在 ENSEMBL 的 FTP 中下載人類(lèi)基因的原始基因表達(dá)文件中的 ENSEMBL 基因編號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的樣本有 3 個(gè)正常人樣本和 306 個(gè)患病樣本，microRNA 表09 個(gè)患病樣本。圖 2-1 是基因名樣本編號(hào)圖例，其中 Sa樣本，取 10-29 則為正常樣本。

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本文編號(hào)：2726611