【摘要】：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)指從真實復(fù)雜系統(tǒng)中抽象出的具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一類網(wǎng)絡(luò),如社交網(wǎng)絡(luò)、交通網(wǎng)絡(luò)、生物網(wǎng)絡(luò)等。近年來,隨著控制理論的發(fā)展和成熟,復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)可控性研究逐漸成為一個熱點(diǎn)。已有研究表明,復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)可控性分析在識別潛在致病基因和藥物靶標(biāo)方面具有實際應(yīng)用價值。本文基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可控性模型,提出了一種新的可控性節(jié)點(diǎn)分類框架,并將該框架應(yīng)用于人體組織特異的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中,系統(tǒng)性地檢測具有顯著生物意義的致病基因,為進(jìn)一步的疾病診療提供工具平臺。論文的主要內(nèi)容如下:首先,基于結(jié)構(gòu)可控性模型提出新的可控性節(jié)點(diǎn)分類框架。針對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),從控制的不同角度可以對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)有不同的分類方法:(1)基于可控性的節(jié)點(diǎn)分類方法;(2)基于控制能力的節(jié)點(diǎn)分類方法;(3)基于控制功能來源的節(jié)點(diǎn)分類方法;(4)基于控制邊魯棒性的節(jié)點(diǎn)分類方法。據(jù)此,構(gòu)建一個四維向量,其中每個分量表示一種節(jié)點(diǎn)分類方法。其次,發(fā)現(xiàn)了候選疾病基因。針對32個人體組織特異的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),應(yīng)用可控性節(jié)點(diǎn)分類框架將基因分為控制角色差異的不同類型;接著對每種類型的基因在已知功能的金標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集上進(jìn)行統(tǒng)計顯著性分析、驗證,發(fā)現(xiàn)了一類新的具有顯著生物意義的基因類型,并將其定義為候選疾病基因。更進(jìn)一步,根據(jù)組織和疾病的對應(yīng)關(guān)系,從候選疾病基因中篩選出組織相關(guān)疾病特異基因,通過分析組織上的疾病特異基因的組織差異性以及文獻(xiàn)挖掘和GO條目驗證,說明了篩選出的疾病特異基因確實與組織疾病關(guān)系密切。本文基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可控性模型,提出了一種新的可控性節(jié)點(diǎn)分類框架。并將該框架應(yīng)用于人體組織特異的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中,找出了具有生物意義的基因類型即候選疾病基因,同時進(jìn)一步分析了候選疾病基因與疾病的相關(guān)性,實驗結(jié)果表明本文提出的可控性節(jié)點(diǎn)分類框架有助于識別疾病相關(guān)基因。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O157.5;R346
【圖文】：

調(diào)控因子被調(diào)控因子圖 3-2 基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)示意圖Figure 3-2 Schematic diagram of the Gene Regulatory Network地展示基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，用 Cytoscape 軟件顯示了一個于圖形化顯示網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行分析和編輯的軟件，同時該軟件網(wǎng)絡(luò)做更加深入的分析。后面第四章還會用到 Cytoscape證。如圖 3-3 所示，其中紅色的節(jié)點(diǎn)代表基因，節(jié)點(diǎn)之間。從圖中可以看出基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中基因數(shù)量非常龐大，基

西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 個網(wǎng)絡(luò)分別包含了多少金標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集的基因，實驗結(jié)果中橫坐標(biāo)表示的是 8 個金標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集，縱坐標(biāo)是百分分布情況，即 32 個組織網(wǎng)絡(luò)與每個金標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集的 o 個網(wǎng)絡(luò)包含的 DEG、Virhostome、CGC、OMIM、DG%以上，包含的 promoter 數(shù)據(jù)集相關(guān)基因在 50%以上，關(guān)基因在 20%~40%之間。

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本文編號：2716368