基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)分析和重建.pdf

1、隨著多基因組測序計劃的完成,現(xiàn)在科學(xué)家們的研究重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向了對這些基因和它們的網(wǎng)絡(luò)相互關(guān)系的功能理解.近幾年發(fā)展起來的微陣列技術(shù)為我們進(jìn)行大規(guī)模的基因?qū)嶒炋峁┝嘶A(chǔ).采用這利技術(shù),就可能找到基因在不同狀態(tài)下的表達(dá)水平.而基因網(wǎng)絡(luò)重建也就是在這個數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上找出基因之間的相互依賴關(guān)系.另外,為了從分子水平上理解生物體功能,我們需要知道生物體中有哪些基因被表達(dá)、在哪里被表達(dá)、什么時候表達(dá),以及表達(dá)的程度如何等.基因表達(dá)的調(diào)控是通過基因調(diào)控系統(tǒng)

2、實(shí)現(xiàn)的,而該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)又由DNA、RNA、蛋白質(zhì)及小分子之間的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)決定.因為我們感興趣的大多基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)都含有多個成分,而這些成分是由正的或負(fù)的反饋回路連接組合而成的,所以很難從直觀上理解它們的行為.因此,采用正規(guī)方法和計算機(jī)工具來模擬和推測基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)是必不可少的.該文回顧了已在計算機(jī)生物學(xué)以及生物學(xué)中采用的用于描述基因調(diào)控系統(tǒng)的方法,如有向圖、線性組合模型、加權(quán)矩陣模型、布爾網(wǎng)絡(luò)以及互信息關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型等.該文重點(diǎn)考察了用遺傳算法

3、搜索網(wǎng)絡(luò)空間的加權(quán)矩陣模型,采用遺傳算法搜索機(jī)制從實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)重建.該研究證明了,遺傳算法有一定說服力,因為這種方法能推測出與實(shí)驗數(shù)據(jù)十分吻合的基因網(wǎng)絡(luò).另外,該文將粒子群優(yōu)化算法(PSO)用于基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的加權(quán)矩陣這一模型的重建,并將所取得的實(shí)驗結(jié)果與遺傳算法所取得的結(jié)果進(jìn)行了比較,前者的平均適應(yīng)度要略優(yōu)于后者.但是由于目前生物信息學(xué),尤其是基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)分析和重建這個研究領(lǐng)域的很多方面尚不成熟,所以從當(dāng)前獲得的實(shí)驗數(shù)據(jù)