本文關鍵詞：基于熱擴散模型的致病基因預測方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,隨著生物信息學領域的迅速發(fā)展以及應用,人們獲取了海量的生物數(shù)據(jù),如何從這些海量數(shù)據(jù)中挖掘出有價值的生物信息,逐漸成為生物信息學領域的研究熱點。高通量生物技術的發(fā)展為致病基因的預測提供了海量的數(shù)據(jù)來源,尤其是蛋白質相互作用網(wǎng)絡和疾病表型相似性網(wǎng)絡等為代表的生物網(wǎng)絡很好地表示了基因和疾病之間的復雜關系,為致病基因預測提供了強有力的支撐。當前大部分基于計算的致病基因預測方法采用了"guilt-by-association"假設,即表現(xiàn)型相似的疾病往往是由功能相關的基因引起的,并且相關研究已經(jīng)證明同類疾病相關的基因產(chǎn)物之間發(fā)生物理相互作用的概率更高。雖然這些方法在致病基因預測中取得了不錯的成績,但其預測效果仍有提升的空間。因此,本文基于熱擴散和多源異構數(shù)據(jù)模型來研究致病基因預測問題,主要研究工作如下：第一,當前大部分致病基因預測方法把網(wǎng)絡中的孤立節(jié)點當成網(wǎng)絡噪音,因此這些算法并不能很好地預測網(wǎng)絡中的孤立節(jié)點。并且現(xiàn)存的方法在預測致病基因時,往往更偏向于網(wǎng)絡中度比較大的節(jié)點,而對于網(wǎng)絡中的稀疏節(jié)點來說,效果不是很理想。針對上述問題,本文提出了一種基于熱擴散模型和排名一致性原則的致病基因預測方法NDRC,對1931個疾病的所有已知致病基因進行留一法交叉驗證。實驗結果表明在預測度比較小的節(jié)點和孤立節(jié)點方面,NDRC算法性能好于另外三種致病基因預測方法RWR、VAVIEN和PRINCE。最后,將本文提出的致病基因預測方法NDRC方法用于麥克爾綜合征1、蛋白C缺乏癥和過氧化物酶體生物合成障礙1A,發(fā)現(xiàn)復雜疾病的致病基因呈現(xiàn)明顯的模塊特征。第二,由于高通量得到的生物數(shù)據(jù)還遠遠不夠完善,這些數(shù)據(jù)存在嚴重的假陽性和假陰性問題,因此僅僅使用一種生物數(shù)據(jù)還不能很好地預測致病基因。為了提高致病基因的預測精度,本文提出了一種基于熱擴散和多源異構數(shù)據(jù)融合的致病基因預測算法NDHD。NDHD算法融合蛋白質相互作用網(wǎng)絡、疾病表型相似性網(wǎng)絡和蛋白質結構域網(wǎng)絡來預測致病基因。實驗結果表明NDHD算法在驗證已知致病基因和預測新致病基因方面效果好于ProphNet算法。
【關鍵詞】：致病基因預測 孤立節(jié)點 稀疏節(jié)點 模塊特征 多源異構數(shù)據(jù)
【學位授予單位】：華中師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R3416;Q811.4;TP311.13
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 論文研究背景10-14
• 1.2 論文研究意義14-15
• 1.3 論文的組織結構15-16
• 第二章 致病基因預測相關研究16-21
• 2.1 致病基因預測問題的定義16
• 2.2 疾病相關生物網(wǎng)絡16-18
• 2.2.1 蛋白質相互作用網(wǎng)絡16-17
• 2.2.2 疾病表型相似性網(wǎng)絡17
• 2.2.3 疾病-基因相互關系網(wǎng)絡17-18
• 2.3 致病基因預測方法研究進展18-19
• 2.4 致病基因預測相關工具19-21
• 第三章 基于熱擴散和排名一致性原則的致病基因預測算法21-33
• 3.1 引言21-22
• 3.2 基于熱擴散和排名一致性原則的致病基因預測算法22-26
• 3.2.1 數(shù)據(jù)預處理23
• 3.2.2 熱擴散模型23-25
• 3.2.3 排名一致性原則25-26
• 3.3 實驗及結果分析26-32
• 3.3.1 實驗數(shù)據(jù)集26
• 3.3.2 算法評價26-29
• 3.3.3 實例分析29-32
• 3.4 本章小結32-33
• 第四章 基于熱擴散和多源異構數(shù)據(jù)融合的致病基因預測算法33-43
• 4.1 引言33
• 4.2 基于熱擴散和多源異構數(shù)據(jù)融合的致病基因預測算法33-37
• 4.2.1 網(wǎng)絡內(nèi)部熱擴散36
• 4.2.2 網(wǎng)絡之間熱擴散36-37
• 4.2.3 相關性計算37
• 4.3 實驗及結果分析37-41
• 4.3.1 實驗數(shù)據(jù)集37
• 4.3.2 算法評價37-39
• 4.3.3 實例分析39-41
• 4.4 本章小結41-43
• 第五章 總結與展望43-44
• 5.1 總結43
• 5.2 進一步研究工作43-44
• 參考文獻44-51
• 攻讀碩士學位期間參加的科研項目與公開發(fā)表的學術論文51-52
• 致謝52

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;數(shù)秒鑒別致病基因已非設想[J];世界科學技術;2002年01期

2 ;科學家發(fā)現(xiàn)多種疾病的致病基因[J];生物學教學;2009年03期

3 ;上�？茖W家發(fā)現(xiàn)一智障致病基因[J];生物學教學;2012年12期

4 余家駒;智力為何與某些疾病伴生?——德系猶太人的高智商可能與他們帶有的某些致病基因有關[J];世界科學;2005年07期

5 楊微,劉蘭英;人類的致病基因[J];生命的化學;2002年05期

6 本刊編輯部;;我國科學家發(fā)現(xiàn)三個反常性痤瘡致病基因[J];創(chuàng)新科技;2010年12期

7 姜亦陳;;檢測致病基因的“探針”[J];生物學通報;1986年04期

8 岳麗琴;王俊怡;徐小靜;李向梅;耿文靜;吳德靜;沈敘莊;;金黃色葡萄球菌分離株致病基因研究[J];臨床兒科雜志;2013年04期

9 李科純;田媛媛;史記;鄭文新;;篩選細菌致病基因的幾種常用方法[J];中國優(yōu)生與遺傳雜志;2013年11期

10 黃彬,尹一兵,俞純山;環(huán)境因素誘導細菌致病基因的表達及其調節(jié)[J];國外醫(yī)學.臨床生物化學與檢驗學分冊;2001年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 康曉靜;唐小輝;;表皮松解性掌跖角化病一維吾爾家系致病基因研究[A];中華醫(yī)學會第十五次全國皮膚性病學術會議論文集[C];2009年

2 卓業(yè)鴻;李秀梅;段山;侯飛;王梅;李亮;葛堅;;廣東普寧原發(fā)性開角型青光眼候選致病基因和臨床特征的研究[A];中華醫(yī)學會第十二屆全國眼科學術大會論文匯編[C];2007年

3 何君;王培光;楊春俊;楊森;張學軍;;原發(fā)性紅斑肢痛癥致病基因研究進展[A];中華醫(yī)學會第14次全國皮膚性病學術年會論文匯編[C];2008年

4 鄭多;潘乾;劉征;席興華;劉小平;胡正茂;夏昆;夏家輝;;一個常染色體顯性遺傳視網(wǎng)膜色素變性家系致病基因的定位與鑒定[A];中國的遺傳學研究——中國遺傳學會第七次代表大會暨學術討論會論文摘要匯編[C];2003年

5 崔勇;楊森;高敏;陳建軍;嚴開林;肖風麗;王培光;張學軍;;進行性對稱性紅斑角化癥致病基因的染色體定位[A];中華醫(yī)學會第十二次全國皮膚性病學術會議論文集[C];2006年

6 王玉萍;楊康鵑;;先天性特發(fā)性眼球震顫致病基因研究現(xiàn)狀[A];東北三省及內(nèi)蒙古地區(qū)遺傳學研究進展學術研討會論文匯編[C];2009年

7 張向陽;溫景敏;楊威;王程;高魯娜;鄭良宏;周專;姚鏡;張學;劉靜宇;;一個新的疼痛致病基因鑒定與分子致病機制研究[A];第十二次全國醫(yī)學遺傳學學術會議論文匯編[C];2014年

8 翟猛;林鵬飛;毛飛;孫文杰;劉奇跡;焉傳祝;龔瑤琴;;遺傳性痙攣性截癱家系致病基因突變分析[A];第十二次全國醫(yī)學遺傳學學術會議論文匯編[C];2014年

9 杜鵑;沈璐;唐北沙;;新的AD-HSP致病基因初步定位研究[A];中華醫(yī)學會第十三次全國神經(jīng)病學學術會議論文匯編[C];2010年

10 夏憶;柯鐵;吳小艷;金潤銘;;先天性長QT綜合征治病基因的研究進展[A];中華醫(yī)學會第十七次全國兒科學術大會論文匯編（下冊）[C];2012年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 記者 唐先武;我科學家發(fā)現(xiàn)三個反常性痤瘡致病基因[N];科技日報;2010年

2 記者 葉又紅;中外攜手尋找致病基因[N];文匯報;2000年

3 通訊員 萬霞 張雯怡 記者 劉志偉;我科學家發(fā)現(xiàn)特發(fā)性基底節(jié)鈣化致病基因[N];科技日報;2012年

4 黃敏;非煙民為何患肺癌？致病基因已找到[N];新華每日電訊;2010年

5 盧蘇燕;中法科學家發(fā)現(xiàn)房顫致病基因——ＫＣＮＱ１[N];經(jīng)濟參考報;2003年

6 蔚然;中國科學家首次發(fā)現(xiàn)房顫致病基因[N];山東科技報;2003年

7 記者褚寧;首次發(fā)現(xiàn)：房顫致病基因[N];解放日報;2003年

8 馮立中 朱梅福;“花手花臉”致病基因藏身染色體[N];健康報;2003年

9 記者 高翔;我國專家克隆出顱內(nèi)鈣化致病基因[N];健康報;2012年

10 記者田泓;我科學家發(fā)現(xiàn)家族性心房顫動致病基因[N];人民日報;2003年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 戴禮猛;先天性并指（趾）畸形和先天性厚甲癥家系致病基因鑒定及功能研究[D];第三軍醫(yī)大學;2015年

2 吳舜堯;基于復雜網(wǎng)絡的致病基因檢測研究[D];青島大學;2014年

3 谷峰;遺傳性白內(nèi)障致病基因的定位及其突變分析[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學;2006年

4 劉奇跡;Smith-Fineman-Myers綜合征致病基因的精細定位及候選基因分析[D];山東大學;2005年

5 姜yN群;遺傳性對稱性色素異常癥致病基因的定位和突變研究[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學;2004年

6 張?zhí)鞎?兩種遺傳性眼病致病基因的定位與突變研究[D];中國醫(yī)科大學;2008年

7 劉嘉利;三例遺傳性牙本質發(fā)育不全Ⅱ型家系致病基因的定位研究[D];中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學;2003年

8 柳青;遺傳性對稱性色素異常癥致病基因的突變鑒定和功能分析[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學;2005年

9 王英;遺傳性牙本質發(fā)育不全Ⅱ型致病基因的定位與克隆[D];第四軍醫(yī)大學;2001年

10 張賢欽;幾種單基因遺傳病致病基因的突變和功能研究[D];華中科技大學;2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 方明宏;基于熱擴散模型的致病基因預測方法研究[D];華中師范大學;2015年

2 劉笑逸;基于異構網(wǎng)絡模型的致病基因預測算法[D];西安電子科技大學;2013年

3 劉青;基于相互作用網(wǎng)絡的致病基因預測方法研究[D];中南大學;2013年

4 高次子;一原發(fā)性開角型青光眼家系的臨床特點及致病基因的篩查[D];安徽醫(yī)科大學;2011年

5 鄭甄甄;原發(fā)性開角型青光眼大家系致病基因篩查研究[D];福建醫(yī)科大學;2014年

6 劉芳;遺傳性泛發(fā)性色素異常癥一家系致病基因的定位分析[D];華中科技大學;2010年

7 王春;常染色體顯性遺傳夜發(fā)性額葉癲癇新致病基因捕獲及驗證[D];南方醫(yī)科大學;2013年

8 王娜;泛發(fā)性色素異常癥致病基因的分離與功能分析[D];濟南大學;2013年

9 陳亭宇;局灶節(jié)段性腎小球硬化致病基因突變研究[D];遵義醫(yī)學院;2014年

10 劉紅;遺傳性對稱性色素異常癥致病基因突變研究[D];山東省醫(yī)學科學院;2007年

  本文關鍵詞：基于熱擴散模型的致病基因預測方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：296075