基于Affymetrix基因芯片的基因表達(dá)水平計(jì)算研究.pdf

1、近十多年來(lái)基于雜交技術(shù)的基因芯片技術(shù)在生命科學(xué)研究中得到廣泛應(yīng)用，基因芯片原始數(shù)據(jù)分析為每個(gè)基因計(jì)算基因表達(dá)水平，是后續(xù)基因表達(dá)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)。但由于基因芯片原始數(shù)據(jù)中非特異性雜交等背景噪聲的存在，影響了基因表達(dá)水平的計(jì)算。因此，采用各種數(shù)學(xué)模型對(duì)噪聲進(jìn)行模擬，從而有效地去除噪聲的影響。
　　本論文是針對(duì)當(dāng)前廣泛使用的美國(guó)Affymetrix公司制備的傳統(tǒng)3'基因芯片和外顯子芯片，分別進(jìn)行基因和剪切異構(gòu)體表達(dá)水平的計(jì)算。傳統(tǒng)3'基

2、因芯片低表達(dá)的MM探針測(cè)量到真實(shí)信號(hào)量極少，大部分是背景噪聲，使得基因表達(dá)水平的計(jì)算不穩(wěn)定。為此，我們對(duì)流行的multi-mgMOS加以改進(jìn)，僅用PM探針，得到PM-mmgMOS模型。通過(guò)采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集MAQC和真實(shí)老鼠胚胎數(shù)據(jù)集對(duì)PM-mmgMOS進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明PM-mmgMOS在低表達(dá)區(qū)間比multi-mgMOS獲得了更為穩(wěn)定的基因表達(dá)水平計(jì)算結(jié)果。
　　選擇性剪切是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)，大部分人類(lèi)基因發(fā)生選擇性剪切，Af

3、fymetrix外顯子芯片被大量應(yīng)用于測(cè)量基因選擇性剪切。外顯子芯片原始數(shù)據(jù)分析中的傳統(tǒng)方法只能計(jì)算基因的表達(dá)水平，不能計(jì)算剪切異構(gòu)體的表達(dá)水平。為此，我們通過(guò)已知的基因、剪切異構(gòu)體及探針之間的多元映射關(guān)系，模擬探針灰度信號(hào)的產(chǎn)生，提出了一個(gè)基于伽瑪分布的GME模型，進(jìn)行基因及剪切異構(gòu)體表達(dá)水平的計(jì)算。通過(guò)采用標(biāo)準(zhǔn)MAQC外顯子數(shù)據(jù)集及真實(shí)數(shù)據(jù)集HNSCC對(duì)GME性能進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明與傳統(tǒng)方法相比，GME模型獲得了更為準(zhǔn)確的基因及