基于差異共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)的基因功能性模塊分析與研究

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1、分類號(hào)：TB391單位代碼：10183研究生學(xué)號(hào)：2015532079密級(jí)：公開(kāi)基于差異共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)的基因功吉林大學(xué)能性模碩士學(xué)位論文塊分析（學(xué)術(shù)學(xué)位）與研究基于差異共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)的基因功能性模塊分析與研究FunctionalClustersAnalysisandResearchBasedonDifferentialCoexpressionNetworks孟帥作者姓名：孟帥專業(yè)：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究方向：計(jì)算智能與生物信息吉指導(dǎo)教師：劉桂霞教授林大培養(yǎng)單位：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院學(xué)2018年4月基于差異共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)的基因功能性模塊分析與研究FunctionalClustersAnalysisand

2、ResearchBasedonDifferentialCoexpressionNetworks作者姓名：孟帥專業(yè)名稱：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)指導(dǎo)教師：劉桂霞教授學(xué)位類別：學(xué)術(shù)碩士答辯日期：年月日未經(jīng)本論文作者的書面授權(quán)，依法收存和保管本論文書面版本、電子版本的任何單位和個(gè)人，均不得對(duì)本論文的全部或部分內(nèi)容進(jìn)行任何形式的復(fù)制、修改、發(fā)行、出租、改編等有礙作者著作權(quán)的商業(yè)性使用（但純學(xué)術(shù)性使用不在此限）。否則，應(yīng)承擔(dān)侵權(quán)的法律責(zé)任。吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交學(xué)位論文，是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人

3、或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：日期：年月日《中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》投稿聲明研究生院：本人同意《中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》出版章程的內(nèi)容，愿意將本人的學(xué)位論文委托研究生院向中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社的《中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》投稿，希望《中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》給予出版，并同意在《中國(guó)博碩士學(xué)位論文評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)》和CNKI系列數(shù)據(jù)庫(kù)中使用，同意按章程規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。論文級(jí)別：■碩士□博士學(xué)科專業(yè)：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)論文題

4、目：基于差異共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)的基因功能性模塊分析與研究作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：年月日作者聯(lián)系地址（郵編）：吉林省長(zhǎng)春市前進(jìn)大街2699號(hào)（130012）作者聯(lián)系電話：18210528342摘要摘要基于差異共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)的基因功能性模塊分析與研究在后基因組學(xué)時(shí)代，生物信息學(xué)研究的一個(gè)重要目的便是旨在理解生物細(xì)胞內(nèi)分子之間的聯(lián)系，并且揭示隱藏在分子間的分子間相互作用以及控制細(xì)胞生命功能的內(nèi)在機(jī)理。經(jīng)過(guò)近二十年的發(fā)展，基因?qū)W研究從單基因轉(zhuǎn)變至基因網(wǎng)絡(luò)研究。如今，通過(guò)改良傳統(tǒng)基因研究方法，差異共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一種分析差異共表達(dá)基因的重要的研究方式。通過(guò)這個(gè)方式，使得發(fā)現(xiàn)疾病機(jī)制，分析在差異表達(dá)

5、網(wǎng)絡(luò)中尚不清楚的潛在的動(dòng)態(tài)調(diào)控機(jī)制成為可能。不同疾病狀態(tài)之間的差異共表達(dá)基因連接和功能性基因集群的檢測(cè)是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，為了能夠有效研究這種動(dòng)態(tài)的調(diào)控機(jī)制，眾多差異共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)研究方法應(yīng)用而生，然而，目前業(yè)界沒(méi)有檢測(cè)差異共表達(dá)基因連接和功能性基因集群的金標(biāo)準(zhǔn)，因此，我們開(kāi)發(fā)了一種新型的融合算法FDvDe（Fusionofdifferentialvertexanddifferentialedge:差異邊與差異點(diǎn)融合算法），該算法通過(guò)將基因差異邊集合（對(duì)照網(wǎng)絡(luò)中，基因間相關(guān)系數(shù)存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的基因?qū)Γ┡c基因差異點(diǎn)集合（對(duì)照網(wǎng)絡(luò)中，在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)性質(zhì)上存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的基因）集成在一起來(lái)檢測(cè)差異共表

6、達(dá)的基因連接。然后，我們通過(guò)集成這些差異共表達(dá)的基因連接來(lái)構(gòu)建反映正常與癌癥這兩種不同狀態(tài)的差異共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)這種方法，我們識(shí)別了1823個(gè)基因和29370個(gè)基因連接。然后，為了進(jìn)一步研究網(wǎng)絡(luò)中隱藏的價(jià)值信息，我們開(kāi)發(fā)了算法GTHC（GOtermhierarchicalclusters：GO術(shù)語(yǔ)層次聚類算法）來(lái)識(shí)別功能模塊。該算法過(guò)程中使用的距離矩陣是由GO語(yǔ)義相似性演化而來(lái)。此外，我們還計(jì)算了功能模塊間的稠密性來(lái)描述模塊間的聯(lián)系，同時(shí)我們還進(jìn)行了差異共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涮匦苑治?，從而發(fā)現(xiàn)在疾病機(jī)制中起重要作用的中樞基因和中樞通路，通過(guò)集成上述這些方法，為研究疾的致病機(jī)理帶來(lái)很大幫助。在

7、本文中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在乳腺癌樣本（68個(gè)）和正常樣本（73個(gè)）的數(shù)據(jù)集上，我們的方法成功揭示了差異共表表達(dá)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于研究乳腺癌致病機(jī)理I摘要的重要意義，其中，我們挖掘出了具有關(guān)鍵作用和生物學(xué)意義的模塊和中樞基因來(lái)佐證我們的研究。關(guān)鍵詞：差異共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)，融合算法，GO，層次聚類，拓?fù)湫再|(zhì)分析，中樞基因IIAbstractAbstractFunctionalClustersAnalysisandResearchBasedonDifferential