基因調控網(wǎng)絡作為推斷基因間相互調控關系的網(wǎng)絡模型,是目前生物信息學中一個十分重要的課題。隨著基因芯片技術的快速發(fā)展,使得利用高通量的基因表達數(shù)據(jù)來推斷基因調控網(wǎng)絡成為可能。通過基因調控網(wǎng)絡,可以分析基因之間的相互調控關系,發(fā)現(xiàn)基因的功能,并對致病基因進行預測。這些信息對復雜疾病的診斷、個性化治療方案的制定以及針對性藥物的研究都有著十分重要的影響。目前有許多用于推斷基因調控網(wǎng)絡的數(shù)學模型,其中基于信息論推斷基因調控網(wǎng)絡是目前一個重要的課題。這一類方法通過計算基因之間的互信息,能夠準確、有效地衡量基因之間的非線性關系,并且能夠針對連續(xù)型數(shù)據(jù)進行計算。然而這一類方法存在兩個問題,首先,目前普遍使用的核密度估計方法雖然能夠對連續(xù)型數(shù)據(jù)的互信息進行估計,但是需要假設數(shù)據(jù)服從高斯分布,而對于未知分布的連續(xù)型數(shù)據(jù),這種方法不能很好地適用;其次,互信息過高估計了基因之間的相互關系,因此在推斷基因調控網(wǎng)絡時會出現(xiàn)很多假陽性邊,使得推斷出的網(wǎng)絡準確性較低。本文從以上兩個問題出發(fā),首先使用k最近鄰估計方法,對連續(xù)型數(shù)據(jù)的信息熵與互信息進行估計,其好處在于能夠針對未知分布的連續(xù)型數(shù)據(jù)。由于這一方法對參數(shù)的選取... 

【文章來源】：西安電子科技大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
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第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 現(xiàn)有方法分析
        1.2.1 基于共表達的方法
        1.2.2 基于監(jiān)督學習的方法
        1.2.3 基于圖論的方法
        1.2.4 基于信息論的方法
    1.3 本文研究工作與創(chuàng)新點
    1.4 論文的組織結構
第二章 相關理論基礎
    2.1 基因調控網(wǎng)絡的基本概念
    2.2 信息熵與互信息
        2.2.1 離散型隨機變量的信息熵與互信息
        2.2.2 連續(xù)型隨機變量的信息熵與互信息
        2.2.3 高斯核密度估計
    2.3 k最近鄰算法
    2.4 本章小結
第三章 基于邏輯關系推斷未知分布規(guī)律的基因調控網(wǎng)絡
    3.1 連續(xù)型隨機變量的估計方法
    3.2 未知分布規(guī)律的信息熵和互信息的估計
        3.2.1 信息熵的估計
        3.2.2 聯(lián)合熵的估計
        3.2.3 互信息的估計
    3.3 基于邏輯關系推斷基因間的相互關系
        3.3.1 離散型邏輯關系
        3.3.2 不確定性系數(shù)
        3.3.3 連續(xù)型邏輯關系
    3.4 算法設計及分析
        3.4.1 基于k最近鄰估計信息熵與互信息
        3.4.2 基于邏輯關系推斷基因調控網(wǎng)絡
    3.5 本章小結
第四章 實驗結果及分析
    4.1 實驗數(shù)據(jù)的選取
    4.2 各種評價指標
    4.3 k最近鄰算法中的參數(shù)選取
    4.4 實驗結果分析
    4.5 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 本文工作總結
    5.2 下一步工作展望
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3187057