擬南芥花藥基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建.pdf

1、生物信息學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科，它需要生物學(xué)、計算機科學(xué)以及數(shù)學(xué)三門學(xué)科的高級研究人員通力合作來完成。生物信息學(xué)以計算機、網(wǎng)絡(luò)為工具，用數(shù)學(xué)和信息科學(xué)的理論、方法和技術(shù)去研究生物大分子，發(fā)現(xiàn)生物分子信息的組織規(guī)律。生物信息學(xué)的研究重點是DNA分子和蛋白質(zhì)分子的各個方面，包括它們的序列、結(jié)構(gòu)和功能。而基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)是功能基因組學(xué)研究的一個熱點。一個基因的表達受其他基因的調(diào)控或影響，而這個基因又調(diào)控或影響其他基因的表達，這種相互調(diào)控或影響的關(guān)

2、系構(gòu)成了復(fù)雜的基因表達調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。在基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中，基因的相互關(guān)系能幫助研究者更深入地認識真實的調(diào)控過程。對調(diào)控過程的深刻了解，將會對藥物研制和生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)生深遠的影響。因此，基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)在研究基因之間的調(diào)控關(guān)系及揭示復(fù)雜的生命現(xiàn)象方面有著重大的意義。
　　 本文回顧了基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究的歷程以及現(xiàn)有的一些調(diào)控網(wǎng)絡(luò)模型，像布爾網(wǎng)絡(luò)模型、靜態(tài)和動態(tài)的貝葉斯模式、線性微分方程模型以及遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等，并指出這些網(wǎng)絡(luò)模型存在的缺點，以及一

3、些文章對這些模型的改進。
　　 模式植物擬南芥是研究基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的一種良好的材料，而擬南芥花藥的發(fā)育由復(fù)雜的基因網(wǎng)絡(luò)所調(diào)控。至今為止，人們只是構(gòu)建了小規(guī)模的花藥調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，而對大規(guī)模且精確的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)了解非常有限。本文利用最大團算法整合基因表達芯片數(shù)據(jù)與啟動子序列分析的塵物信息學(xué)方法構(gòu)建擬南芥花藥基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)?；谶@種方法，一共預(yù)測到6836對基因調(diào)控關(guān)系對，其中95對為高可信的調(diào)控關(guān)系對。在這95對基因中，有5對調(diào)控關(guān)系已被之前的

4、實驗驗證。這些數(shù)據(jù)表明，我們構(gòu)建的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)是較為精確的，為研究擬南芥生長過程中的調(diào)控機制和未知基因的功能提供了有意義的參考信息。
　　 利用我們方法構(gòu)建的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)不僅精確度較高，而且具有快速、高通量的優(yōu)勢，可以建立一個大規(guī)模的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。我們構(gòu)建的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)為生物學(xué)家建立真實的轉(zhuǎn)錄因子和靶基因之間的調(diào)控關(guān)系提供了理論依據(jù)。而生物學(xué)家的實驗結(jié)果反過來進一步驗證了構(gòu)建的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，這種相互作用可以促進生物信息學(xué)和生物學(xué)