基于基因表達和基因突變數(shù)據(jù)的基因網(wǎng)絡重布線的方法研究
發(fā)布時間:2020-04-01 03:25
【摘要】:在不同的疾病狀態(tài)下,基因相關性網(wǎng)絡經(jīng)常發(fā)生變化。了解這些網(wǎng)絡如何在兩種不同疾病狀態(tài)間的重新布局是基因組研究中的一項重要任務。為了實現(xiàn)這一目標,很多差異網(wǎng)絡分析模型被提出,但其中大部分方法都是為某種預先定義的數(shù)據(jù)類型而設計的。隨著高通量技術的發(fā)展,可以從不同視角收集基因活性測量數(shù)據(jù)(例如,mRNA表達和DNA突變)。這些不同類型的數(shù)據(jù)可能享有一些共同的特征,同時也包含這些數(shù)據(jù)類型所特有的屬性。因此,需要新的估計方法來探索不同數(shù)據(jù)類型所對應的差異網(wǎng)絡之間的相似性和特異性。在這項研究中,我們提出了一種新的差異網(wǎng)絡推斷模型。這個模型通過整合基因表達數(shù)據(jù)和基因突變數(shù)據(jù)來識別基因調(diào)控網(wǎng)絡的重新布局,同時采用Group Bridge懲罰函數(shù)來學習不同數(shù)據(jù)類型間的相似性和特異性。模擬研究表明,我們的方法始終優(yōu)于對比方法。我們還將這種差異網(wǎng)絡推斷的方法應用于鉑抗性卵巢癌的基因組學圖譜數(shù)據(jù),并推斷與卵巢癌鉑抗性相關的基因網(wǎng)絡重新布局。這兩種數(shù)據(jù)類型對應的差異網(wǎng)絡含有一些共同的差異邊,同時也含有數(shù)據(jù)類型所特有的差異邊。此外,在卵巢癌鉑抗性的差異網(wǎng)絡中共有的樞紐基因在卵巢癌鉑抗性中起重要作用。
【圖文】:
的方法也可以分為直接估計和間接估計的方法丨39,邋36:邋37,邋3斗由于直接估計的方逡逑法不需要對每個狀態(tài)的參數(shù)矩陣進行稀疏假設,因而經(jīng)常用于突變數(shù)據(jù)的差異網(wǎng)逡逑絡的估計。網(wǎng)絡的兩種類型的推斷方式見圖1。逡逑腫瘤基因組圖譜(The邋Cancer邋Genome邋Atlas:邋TCGA)是由美國國家癌癥研宄逡逑所(National邋Cancer邋Institute)和美國國家人類基因組研究所(National邋Human逡逑2逡逑
邐頌士學位論文逡逑MASTER'S邋THESIS逡逑因j?條件獨立當且僅當%邋=邋0,見圖2。逡逑^邋'邐00*0*逡逑基因組學數(shù)據(jù)邐基因網(wǎng)絡邐精度矩陣逡逑圖2:圖模型流程圖:根據(jù)基因組學數(shù)據(jù)可以推斷基因間的相關網(wǎng)絡;蚓W(wǎng)絡網(wǎng)絡中邊的關系逡逑可以用其對應的參數(shù)矩陣刻畫:若基因i與基因j條件相關即存在邊則#邋0;若=邋0則基逡逑因i與基因j條件獨立,沒有對應的邊鏈接這對基因。因此在估計基因網(wǎng)絡結構時,只需要估計逡逑其對應的參數(shù)矩陣(若是高斯分布的數(shù)據(jù)則為精度矩陣的逆)。逡逑2.1.2伊辛模型逡逑假設;…,,;gT是一個p維的隨機向量,其中■{-i,i}。倘若x逡逑的分聯(lián)合分布函數(shù)可以表示為:逡逑1邐P邐P逡逑P{X:,e)邋-邐XiXjOij}逡逑^邋J邐i=l邐i,j=l逡逑則稱X邋=(不,…,服從伊辛分布。其中X邋e邋x邋=邋{_1,1}P,配分函數(shù)逡逑z⑷=ZZ邋x內(nèi)%},x是x所有可能的的集合。對馬爾科夫網(wǎng)逡逑XGx邋i=l邐ij=l逡逑絡圖模型而言,如果其對應的分布P屬于伊辛分布族,則稱圖模型為伊辛模型。逡逑伊辛模型廣泛用于基因突變數(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】:2018
【分類號】:Q811.4;R737.31
【圖文】:
的方法也可以分為直接估計和間接估計的方法丨39,邋36:邋37,邋3斗由于直接估計的方逡逑法不需要對每個狀態(tài)的參數(shù)矩陣進行稀疏假設,因而經(jīng)常用于突變數(shù)據(jù)的差異網(wǎng)逡逑絡的估計。網(wǎng)絡的兩種類型的推斷方式見圖1。逡逑腫瘤基因組圖譜(The邋Cancer邋Genome邋Atlas:邋TCGA)是由美國國家癌癥研宄逡逑所(National邋Cancer邋Institute)和美國國家人類基因組研究所(National邋Human逡逑2逡逑
邐頌士學位論文逡逑MASTER'S邋THESIS逡逑因j?條件獨立當且僅當%邋=邋0,見圖2。逡逑^邋'邐00*0*逡逑基因組學數(shù)據(jù)邐基因網(wǎng)絡邐精度矩陣逡逑圖2:圖模型流程圖:根據(jù)基因組學數(shù)據(jù)可以推斷基因間的相關網(wǎng)絡;蚓W(wǎng)絡網(wǎng)絡中邊的關系逡逑可以用其對應的參數(shù)矩陣刻畫:若基因i與基因j條件相關即存在邊則#邋0;若=邋0則基逡逑因i與基因j條件獨立,沒有對應的邊鏈接這對基因。因此在估計基因網(wǎng)絡結構時,只需要估計逡逑其對應的參數(shù)矩陣(若是高斯分布的數(shù)據(jù)則為精度矩陣的逆)。逡逑2.1.2伊辛模型逡逑假設;…,,;gT是一個p維的隨機向量,其中■{-i,i}。倘若x逡逑的分聯(lián)合分布函數(shù)可以表示為:逡逑1邐P邐P逡逑P{X:,e)邋-邐XiXjOij}逡逑^邋J邐i=l邐i,j=l逡逑則稱X邋=(不,…,服從伊辛分布。其中X邋e邋x邋=邋{_1,1}P,配分函數(shù)逡逑z⑷=ZZ邋x內(nèi)%},x是x所有可能的的集合。對馬爾科夫網(wǎng)逡逑XGx邋i=l邐ij=l逡逑絡圖模型而言,如果其對應的分布P屬于伊辛分布族,則稱圖模型為伊辛模型。逡逑伊辛模型廣泛用于基因突變數(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】:2018
【分類號】:Q811.4;R737.31
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本文編號:2609941
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