復雜基因邏輯網絡的構建及其應用研究.pdf

1、基因邏輯網絡是國際上引人注目的新興領域，已經滲透到數(shù)理、生命、工程等眾多領域。數(shù)據(jù)分析和理論方法成為理論生物學研究中探索生物機理的重要途徑，也是人類認識自然科學世界的重要工具。特別是對于基因復雜的功能系統(tǒng)，建立基因網絡這種理論方法的意義更為突出。 2004年，Bowers在蛋白質相互作用的分析中引入了高階邏輯關系，從而建立了系統(tǒng)發(fā)生譜數(shù)據(jù)的邏輯分析(LAPP)的系統(tǒng)方法，可以揭示網絡中元素之間的一些更深入的邏輯關系。LAPP和傳

2、統(tǒng)建立基因邏輯網絡模型的方法不同，它給出了一個從復雜網絡的元素(或部件)的表達數(shù)據(jù)出發(fā)，通過邏輯分析，找到元素之間的邏輯關聯(lián)性的建模方法。這種方法能夠從蛋白質表達譜數(shù)據(jù)出發(fā)，利用信息熵的算法發(fā)現(xiàn)兩種蛋白對一種蛋白的聯(lián)合作用，對于發(fā)現(xiàn)蛋白質之間的新的作用機理有重要意義。它對網絡調控的發(fā)展有相當?shù)囊饬x。 本文借鑒Bowers的LAPP方法，構建了擬南芥芽部基因在不同刺激下的邏輯網絡，并對網絡的動力學進行了分析，具體如下： 理

3、論上，改進原有發(fā)掘邏輯關系的U值算法，給出支持度的概念，以此得到更精確的結果。給出用基因邏輯網絡解決實際問題的一般步驟。 應用上，將復雜邏輯網絡應用到擬南芥芽部數(shù)據(jù)上。在擬南芥的應用上，比較了在不同刺激下，擬南芥芽部的反應機制，給出未知蛋白的功能的推斷方法和基因在芽部上的相互邏輯關系。對構建的擬南芥芽部基因邏輯網絡進行了動力學分析，研究了基因調控路徑。 所有結果都指出，在生物系統(tǒng)中，結構決定功能。因此，基因邏輯網絡可以更