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生物学网络的功能模块性分析与模块识别方法研究
中文名称: 生物学网络的功能模块性分析与模块识别方法研究
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论文编号: 4062985收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: Research on Function Modularity Analysis and Module Recognizing Methods for Biological Networks
学位类型: 博士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 计算机科学与技术
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 系统生物学 生物学网络 功能模块 拓扑模块 功能模块性 内聚性 耦合性 进化距离 静态网络 条件特异模块 基因表达模型
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论文摘要: 近年来高通量技术产生的海量数据促使系统生物(略)为人们研究的热点.生物学网络作为生物系统的抽象表示,在揭示生物过程(或功能)实现机制方面起到至关重要的作用.而分析其组织方式则是了解网络结构与功能间关系最直接的方式.因此,生物学网络的功能模块(略)统生物学中的核心问题之一. 大量研究指出,生物学网络大都具有功能模块性.这是人们对大部分生物学网络模块划分结果进行归纳分析得到的结论.然而,深入研究发现,这些方法识别的模块与生物学功能之间的关系较为复杂,并没有明确的对应关系.因此,我们需要一种系统化度量功能模块(略),为生物学网络的功能模块性给出更准确的视图.另外,在功能模块性划分方面,识别条件特异的网络模块更能说明网络的动态性,并为功能模块性较差的网络提供新的模块划分方向. 鉴于上述问题,本文首先给出了功能模块的定义方法,并基于该方法定义的功(略)一套新的度量生物学网络功能模块性的指标体系和功能模块性判定准则.将该指标和判定准则应用于转录因子调控网络、蛋白质相互作用网络和代谢网络,得(略)生物学意义的结果.另外,根据转录调控网络的功能模块性特点和网络动态性,我...
In recent years, massive amounts of data produce(omitted)throughput technologies make systems biology become a hot research area gradually. As the abstract representation of biological syst(omitted)gical networks play a crucial rol(omitted)ling biological processes (or functional) implementation mechanisms. The analysis of th(omitted)zation is the most direct way to understand the relationship between network structure and their functions. Therefore, functional modularity anal(omitted)ological ne...
目录:
摘要第11-13页
Abstract第13-15页
第1章 绪论第16-30页
  ·引言第16-22页
  ·研究背景与问题第22-25页
    ·生物学网络中的功能模块第22-23页
    ·功能模块性度量方法第23-24页
    ·代谢网络的模块性进化研究第24页
    ·基于基因表达模型的条件特异调控网络模块识别方法研究第24-25页
  ·论文的主要工作与创新第25-28页
  ·论文的结构第28-30页
第2章 生物学网络模块性分析与模块识别方法第30-44页
  ·引言第30页
  ·复杂网络的模块性研究第30-33页
    ·复杂网络的模块性第30-31页
    ·模块识别方法研究第31-32页
    ·模块性度量指标第32-33页
    ·生物学网络是一种特殊的复杂网络第33页
  ·生物学网络的模块识别方法第33-39页
    ·蛋白质相互作用网络的模块识别方法第33-35页
    ·基因调控网络的模块识别方法第35-38页
    ·代谢网络的模块识别方法第38-39页
  ·生物学网络的功能模块性度量与分析第39-40页
  ·网络功能模块性的进化分析第40-42页
  ·本章小结第42-44页
第3章 生物学网络功能模块的定义与分析第44-64页
  ·引言第44-45页
  ·利用功能注释定义网络功能模块的基本原则第45-47页
  ·基于MIPS 功能注释定义模块及其应用第47-57页
    ·MIPS 功能注释模块第48页
    ·数据集第48-50页
    ·功能模块或网络的内聚性度量和分析第50-53页
    ·使用无内聚度模块率衡量和比较网络的模块性第53-57页
  ·基于GO 功能注释的模块定义方法、实现及其应用第57-63页
    ·定义GO 功能模块第57-59页
    ·GO 层次化功能模块(InitGO 方法)的Cytoscape 插件实现第59-60页
    ·InitGO 方法在转录因子调控网络中的应用第60-63页
  ·本章小结第63-64页
第4章 一种新的生物学网络模块性指标体系及其应用第64-88页
  ·引言第64-65页
  ·模块度指标体系的定义和分析第65-69页
    ·软件工程中的模块化概念第65-67页
    ·内聚性度量指标定义第67页
    ·耦合性度量指标定义第67-68页
    ·基于内聚性和耦合性的模块性度量指标定义第68-69页
  ·模块度MCC 的计算实现方法第69-75页
    ·网络中最短路径的计算方法第70-71页
    ·网络模块间节点对最短路径的一般计算方法第71-72页
    ·求模块间节点对最小路径的DNM 算法第72-74页
    ·两种实现算法在并行计算方面的比较第74-75页
  ·功能模块性判定准则第75-76页
  ·转录因子调控网络的功能模块性分析第76-79页
    ·数据集与功能模块定义结果第77页
    ·功能模块性分析结果第77-79页
  ·蛋白质相互作用网络功能模块性分析第79-83页
    ·数据集第80-81页
    ·功能模块定义第81-82页
    ·功能模块性分析结果第82-83页
  ·蛋白质相互作用网络与转录因子调控网络功能模块性的比较第83-85页
  ·功能模块性指标MCC 与其他模块度指标的比较第85-86页
  ·本章小结第86-88页
第5章 代谢网络通路模块性的进化相关分析第88-106页
  ·引言第88页
  ·数据集与通路模块定义第88-94页
    ·代谢通路数据第88-90页
    ·根据代谢通路构建代谢网络酶图第90-92页
    ·代谢网络酶图通路模块的定义第92页
    ·系统发育树与进化距离第92-94页
  ·真核生物的通路模块性分析第94-97页
  ·多物种通路模块性与进化距离的相关分析第97-104页
    ·真核生物的通路模块性与进化距离之间的关系第97-98页
    ·细菌的通路模块性与进化距离成正比第98-102页
    ·古生菌的通路模块性与进化距离之间的关系第102-104页
  ·本章小结第104-106页
第6章 条件特异的基因调控网络模块识别方法研究第106-124页
  ·引言第106页
  ·基因表达微分方程模型第106-107页
    ·基因表达的微分方程模型第107页
    ·模型的改进第107页
  ·数据集第107-109页
  ·基于GA 方法的模型求解第109-114页
    ·GA 算法简介第109-111页
    ·模型求解过程第111-114页
    ·模型求解结果第114页
  ·结果评价与比较第114-118页
    ·性能评价指标简介第114-117页
    ·GEDEM 与TBA 算法的性能比较第117页
    ·我们数据集的条件特异调控子网第117-118页
  ·共调控转录因子的相关分析与调控复合物的识别第118-120页
    ·条件特异调控子网和静态网络中共调控转录因子间的相关性第118-119页
    ·GEDEM 识别的调控复合物第119-120页
  ·方法的适用性第120-121页
    ·酵母中组合调控的普遍性第120页
    ·GEDEM 扩展使用的能力和限制第120-121页
    ·GEDEM 对数据集的要求第121页
  ·本章小结第121-124页
第7章 结论与展望第124-128页
  ·工作总结第124-126页
  ·生物学网络功能模块性分析的深入研究第126-128页
致谢第128-130页
参考文献第130-144页
作者在学期间取得的学术成果第144-146页
附录A 细菌各物种通路模块性判定的指标值第146-148页
附录B 显著相关的共调控转录因子集列表第148-156页
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