【摘要】：Gene Ontology（GO）作為對(duì)基因及其蛋白質(zhì)產(chǎn)物的功能進(jìn)行系統(tǒng)描述的數(shù)據(jù)庫(kù)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于分析基因（及其產(chǎn)物）間的功能相似性以及基于高通量生物學(xué)數(shù)據(jù)分析疾病相關(guān)的生物學(xué)功能通路。但是，，基于GO的應(yīng)用方法還存在很大的問(wèn)題。 本文主要包括以下三部分內(nèi)容： 1.揭示并去除基于GO的蛋白質(zhì)間功能（語(yǔ)義）相似性得分的偏倚。蛋白質(zhì)間的語(yǔ)義相似性得分已被廣泛地應(yīng)用于功能基因組的各種研究。但是，由于一些與疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)傾向于被廣泛研究，它們傾向有較多的功能注釋?zhuān)@種注釋偏倚將影響基于語(yǔ)義相似性得分的各種應(yīng)用。在本文中，我們首先分析了14種常用的基于GO的蛋白質(zhì)間功能相似性得分與蛋白質(zhì)注釋的功能類(lèi)個(gè)數(shù)之間的關(guān)系。結(jié)果顯示，它們顯著正相關(guān)，證明目前基于蛋白質(zhì)間語(yǔ)義相似性得分的應(yīng)用結(jié)果存在偏倚。因此，我們提出了使用冪轉(zhuǎn)換對(duì)蛋白質(zhì)間的相似性得分進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理的方法，并證實(shí)利用該方法可以使一些應(yīng)用的結(jié)果得到改善。 2.從疾病的統(tǒng)計(jì)相關(guān)功能中發(fā)現(xiàn)生物學(xué)相關(guān)功能。在研究高通量的疾病相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，一種通常的做法是基于GO數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)現(xiàn)富集疾病相關(guān)基因的疾病相關(guān)功能。但是，目前大部分算法找到的顯著GO功能類(lèi)都存在由于GO功能類(lèi)間的依賴(lài)性導(dǎo)致的冗余問(wèn)題。由于目前去除冗余的算法僅基于一些數(shù)值考慮，利用這些算法無(wú)法準(zhǔn)確定義生物學(xué)相關(guān)的功能類(lèi)。在本論文中，我們?cè)O(shè)計(jì)了GO-function算法，用于從統(tǒng)計(jì)相關(guān)的GO功能類(lèi)中尋找生物學(xué)相關(guān)功能類(lèi)。利用一套結(jié)腸癌的基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)，我們比較了GO-function和其他四種處理冗余問(wèn)題的算法。然后，利用另一套獨(dú)立的結(jié)腸癌表達(dá)譜數(shù)據(jù)，我們對(duì)利用第一套結(jié)腸癌數(shù)據(jù)得到的結(jié)果進(jìn)行證實(shí)。結(jié)果顯示，相比其它四種算法，基于GO-function算法所找到的疾病相關(guān)功能類(lèi)具有更明確的統(tǒng)計(jì)與生物學(xué)意義。 3.識(shí)別顯著富集功能類(lèi)間共突變基因?qū)Φ墓餐蛔児δ軐?duì)。癌基因組突變的復(fù)雜多樣性使得我們需要利用生物學(xué)通路來(lái)對(duì)癌基因組突變譜進(jìn)行研究。由于GO從寬泛到細(xì)致在不同層面上定義生物學(xué)功能，因此，基于GO功能類(lèi)研究癌癥過(guò)程中生物學(xué)功能的共擾動(dòng)是一種合理的選擇。本文提出了一種算法，尋找GO功能類(lèi)間顯著富集共突變基因?qū)Φ姆侨哂喙δ軐?duì)。基于兩套癌基因組體細(xì)胞突變數(shù)據(jù)，我們分別找到了78對(duì)共突變功能對(duì)。這些功能對(duì)包含寬泛和細(xì)致的生物學(xué)功能，更精確地定義了被共同擾動(dòng)的生物學(xué)功能的范圍，為研究癌癥的發(fā)生機(jī)制提供了新的線索。 綜上所述，我們提出的方法對(duì)正確利用GO分析基因間的功能相似性及疾病相關(guān)生物學(xué)通路具有基礎(chǔ)性的重要意義。
【圖文】：

如果子功能類(lèi)是父功能類(lèi)的一個(gè)實(shí)例，那么它們是 Is-a 關(guān)系。如果子功能類(lèi)是父功能類(lèi)的一部分，那么它們是 Part-of 關(guān)系。例如，“高分子生物合成過(guò)程”與“生物合成過(guò)程”是 Is-a 關(guān)系，而“翻譯”與“基因表達(dá)”是 Part-of 關(guān)系（見(jiàn)圖 1-1）。而且，與一般的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)不同，在有向無(wú)環(huán)圖中的每個(gè)功能類(lèi)都可以有多個(gè)父功能類(lèi)。

圖 2-1 致病基因與非致病基因注釋長(zhǎng)度的改變。致病基因來(lái)源于 OMIM 數(shù)據(jù)庫(kù)。除致病基因外的其他基因定義為非致病基因�；� GO 的不同版本，柱狀圖代表致病基因與非致病基因在不同注釋長(zhǎng)度下的比例，實(shí)線方框線圖代表致病基因與非致病基因的平均注釋長(zhǎng)度。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：R346

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 賈建磊;不同產(chǎn)羔性狀綿羊卵巢組織差異表達(dá)蛋白質(zhì)的篩選與分析[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 彭金娥;希望Ⅱ號(hào)對(duì)煙草煙霧暴露誘導(dǎo)小鼠肺損傷的作用及其機(jī)理研究[D];北京中醫(yī)藥大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2535469