用最短路徑傳遞共表達預測擬南芥基因功能.pdf

1、當今,常見的預測基因功能的方法是把未知功能的基因序列與已知功能的序列數(shù)據庫進行序列比對,找到相似程度較高的序列,通過已知序列的功能來推測未知序列的功能。但這種方法存在著手工性太強、預測準確度低等缺點。而基因本體論的出現(xiàn)則避免了這一問題,它為新基因的功能預測提供了一套標準,為生物數(shù)據的存儲、檢索和分析提供了一個語義框架協(xié)議,從而為不同的數(shù)據庫系統(tǒng)之間的交互操作及其內容的互相理解奠定了基礎。因此,近幾年來,以基因本體論來預測基因功能成為了基

2、因組學的一個重大研究課題?；蚬δ茴A測對揭示人類生命的真諦、分析和預防疾病、設計新藥物等都具有重大的現(xiàn)實意義。
　　 本文首先回顧了目前基因功能預測的幾種計算方法,并簡單介紹了目前常用的幾種基因功能預測方法；其次詳細描述了基于最短路徑的基因功能預測方法；最后,在實驗方法驗證中,文中采用最大團算法和K-均值聚類法來對同樣的數(shù)據進行分析,并以度量基因之間的語義相似性來比較三種實驗方法,所得出的結果,證明了基于最短路徑法的基因功能預測

3、方法有較高的可靠性。
　　 基因功能預測的常用方法是利用表達模體的相似性來對基因進行聚類。但這些基于基因芯片表達數(shù)據來分析基因功能的方法都是假設有相似的表達結構的基因才有相似的功能,未知功能的基因可以通過與它有相似表達的已知基因的功能來推測出。事實上,表達結構相似的基因并非總是有相似的功能。因此,為了確認基因之間的功能關系,文中采用一個不同于聚類的方法。
　　 基于最短路徑的基因功能預測方法以基因之間傳遞共表達作為一個重

4、要的因素來連接同在一條代謝通路中的基因。將同一代謝通路下的基因構建成一個無向賦權圖,然后求出其最短路徑。根據功能相似基因的表達相關性都較高,對處在同一條最短路徑中的基因,可以根據未知功能基因與已知功能基因的高表達相關性來預測未知基因的功能。文中通過對擬南芥代謝通路下的花藥基因進行分析并參考擬南芥現(xiàn)有的有GO注釋的基因,預測出了部分未知花藥基因的功能,并以實驗驗證了在代謝通路下求最短路徑來預測基因功能的方法具有一定的可行性。
　　

5、 擬南芥是進行遺傳學研究的好材料,也是目前分子生物學和生物信息學研究的熱點對象之一。但是目前在擬南芥基因本體論數(shù)據庫中只有40％的基因的功能是已知的,因此發(fā)掘更好的基因功能預測方法,完善擬南芥基因本體論的數(shù)據庫,對更多的未知基因進行功能預測是一項非常有意義的工作。本文的研究方法采用不同于常用的聚類分析法,不但避免了聚類方法中的缺點,使基因功能預測的工作變的容易,在減少工作量的同時也提高了預測基因功能的效率。實驗表明,通過最短路徑來進行基