长分子非编码RNA与疾病关联关系预测

发布时间：2017-06-09 14:11

  本文关键词：长分子非编码RNA与疾病关联关系预测，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：生物信息学(Bioinformatics)是生物学、计算机科学与应用数学等学科相互交叉而形成的一门新兴学科。它是通过对生物学实验数据进行获取,加工,采用合适的计算模型,对得到的数据结果进行存储、检索和分析,从而揭示出这些数据所蕴含的生物学意义。对生物信息方面的研究,有助于加速医学发展的进步,为临床试验提供大量的参考数据,因此具有十分重要的理论价值和现实意义。人类基因组中仅有1%到2%是负责蛋白质编码的基因,其余不编码蛋白质的RNA称之为非编码RNA(non-coding RNA,nc RNA)。研究发现,长分子非编码RNA在人类的生理变化和一些疾病产生中扮演了重要的角色,例如基因组的印记、细胞分化变异、免疫应对、肿瘤发生等。因此,开发出一个基于这些数据集的计算模型去预测长分子非编码RNA与疾病之间关联关系是非常必要的。近年来越来越多的计算模型被成功的应用于预测与疾病相关联的编码蛋白质的基因或者微RNA中,能够有效地促进人们对复杂疾病基础层面的认识,更有助于人们研制出治愈它们的药物。针对长分子非编码RNA与疾病关联关系的预测研究,本论文对基于网络的随机游走算法,及传统的K近邻算法进行了分析和改进并应用于lnc RNA-disease关联预测,主要工作如下:1.提出了基于异构网络的Lnc RNA-Disease预测方法,基于获取的的长分子非编码RNA相似性矩阵、疾病相似性矩阵和长分子非编码RNA与疾病的关联关系矩阵,在改进相似性矩阵的基础上构造一个异构网络,并应用随机游走算法预测lnc RNA-disease关联。留一交叉法实验结果表明,AUC值为0.9544,相对于仅在lnc RNA功能相似性网络上随机游走的预测算法,具有更好的结果。2.提出了基于二次K近邻算法的Lnc RNA-Disease预测方法,在原有的K近邻算法基础上进行扩展,可以增加已知节点的冗余度,从而就间接增大了数据集中结点的数量。在此基础上,提出了加权的二次K近邻算法,并将之应用到Lnc RNA-disease关联预测中。留一交叉法实验结果表明,AUC值为0.8685,与传统K近邻算法相对比,具有更好的结果。3.设计并构建了基于B/S架构的lnc RNA-disease在线数据查询网站。为了支持网络医学的发展,为lnc RNA-disease关联发现提供帮助。基于B/S架构,采用.NET+SQL模式构建了一个在线数据查询网站。该网站主要包括相关数据信息的查询、下载和在线添加新数据三个主要功能模块。相关系统测试表明,系统具有较好的稳定性。
【关键词】：生物信息学 长分子非编码RNA 疾病 异构网络 二次K近邻算法
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R3416
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 研究背景10-13
• 1.1.1 DNA与基因11-12
• 1.1.2 RNA12
• 1.1.3 微RNA12-13
• 1.1.4 长分子非编码RNA13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.2.1 相关生物数据库13-14
• 1.2.2 预测算法介绍14-16
• 1.3 研究内容及意义16-17
• 1.4 论文中的性能指标评价方法17-18
• 1.5 章节安排18-20
• 2 基于异构网络的lncRNA-疾病预测20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 数据获取20-21
• 2.2.1 lncRNA-疾病关联关系矩阵20
• 2.2.2 疾病功能相似性20-21
• 2.3 数据处理21-22
• 2.3.1 lncRNA功能相似性矩阵构建21-22
• 2.3.2 疾病功能相似性矩阵构建22
• 2.4 算法描述22-28
• 2.4.1 随机游走模型22-24
• 2.4.2 基于lncRNA功能相似性网络随机游走算法介绍24
• 2.4.3 改进算法思想24-26
• 2.4.4 具体实现过程26-28
• 2.5 实验分析28-31
• 2.5.1 评价指标28-29
• 2.5.2 结果分析29-31
• 2.6 本章小结31-32
• 3 基于二次K近邻的lncRNA-疾病预测32-40
• 3.1 引言32-33
• 3.1.1 算法描述32-33
• 3.1.2 算法分析33
• 3.2 数据获取33-34
• 3.3 基于二次K近邻的预测算法34-36
• 3.3.1 未加权的二次K近邻算法34-35
• 3.3.2 加权的二次K近邻算法35-36
• 3.4 实验分析36-39
• 3.4.1 实验结果验证及分析36-38
• 3.4.2 预测结果38-39
• 3.5 本章小结39-40
• 4 lncRNA-疾病关联关系查询网站的设计与实现40-50
• 4.1 系统体系结构40-41
• 4.2 系统总体功能结构41
• 4.3 数据库设计41-42
• 4.3.1.逻辑结构设计41-42
• 4.3.2.数据物理结构设计42
• 4.4 具体功能及页面展示42-45
• 4.4.1 搜索页面展示42-44
• 4.4.2 下载现有数据集页面展示44-45
• 4.4.3 添加新数据页面展示45
• 4.5 系统测试45-48
• 4.5.1 测试环境45-46
• 4.5.2 主要功能测试46-47
• 4.5.3 系统压力测试47-48
• 4.5.4 运行与维护48
• 4.6 本章小结48-50
• 5 总结与展望50-52
• 5.1 总结50-51
• 5.2 展望51-52
• 参考文献52-54
• 致谢54-55

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 鲁慧英;Detection of hepatitis C virus RNA sequences in cholangiocarcinomas in Chinese and American patients[J];Chinese Medical Journal;2000年12期

2 ;Detection the HCV RNA by PCR-microplate hybridization method from clinical specimens[J];中国输血杂志;2001年S1期

3 付汉江,郑晓飞;类mRNA RNA研究进展[J];国外医学(分子生物学分册);2002年04期

4 Verheyden B ,徐其武;口服脊髓灰质炎疫苗核壳和RNA的稳定性[J];国外医学.预防.诊断.治疗用生物制品分册;2002年01期

5 CMBE译文组;探索小RNA的功能[J];现代临床医学生物工程学杂志;2004年03期

6 沈维干;RNA interference and its current application in mammals[J];Chinese Medical Journal;2004年07期

7 ;Potent and specific inhibition of SARS-CoV antigen expression by RNA interference[J];Chinese Medical Journal;2005年09期

8 孙娣;汪洋;张丽娟;闫玉清;;一种简捷提取植物总RNA的方法[J];黑龙江医药;2005年06期

9 熊慧华;于世英;胡广原;庄亮;;Effects of Survivin Expression Suppressed by Short Hairpin RNA on MCF-7 Cells[J];华中科技大学学报(医学英德文版);2006年03期

10 杨益超;;RNA干扰及其在医学中的应用[J];广西医学;2007年10期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 金由辛;;面向21世纪的RNA研究[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展（下册）[C];1999年

2 ;第四届RNA全国研讨会大会报告日程安排[A];第四届全国RNA进展研讨会论文集[C];2005年

3 ;Function of Transfer RNA Modifications in Plant Development[A];植物分子生物学与现代农业——全国植物生物学研讨会论文摘要集[C];2010年

4 王峰;张秋平;陈金湘;;棉花总RNA的快速提取方法[A];中国棉花学会2011年年会论文汇编[C];2011年

5 关力;陈本iY;iJ云虹;郭培芝;魏重琴;邱苏吾;苗健;;关于动物}D~T中RNAn,定方法的研究[A];中国生理科学会学术会议论文摘要汇编（生物化学）[C];1964年

6 夏海滨;;小RNA在免疫学领域中的应用研究进展[A];中国免疫学会第五届全国代表大会暨学术会议论文摘要[C];2006年

7 ;The stability of hepatitis C virus RNA in various handling and storage conditions[A];中国输血协会第四届输血大会论文集[C];2006年

8 郭德银;;RNA干扰在病毒研究和控制中的应用[A];2006中国微生物学会第九次全国会员代表大会暨学术年会论文摘要集[C];2006年

9 甘仪梅;杨业华;王学奎;曹燕;杨特武;;棉花总RNA快速提取[A];中国棉花学会2007年年会论文汇编[C];2007年

10 ;Identification and characterization of novel interactive partner proteins for PCBP1 that is a RNA-binding protein[A];中国优生优育协会第四届全国学术论文报告会暨基因科学高峰论坛论文专辑[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 冯卫东;研究人员发现可破坏肿瘤抑制基因的小RNA[N];科技日报;2009年

2 记者 储笑抒 通讯员 盛伟;人体微小RNA有望提前发出癌症预警[N];南京日报;2011年

3 泸州医学院副教授、科普作家 周志远;“大头儿子”与环状RNA[N];第一财经日报;2014年

4 麦迪信;小分子RNA可能有大作用[N];医药经济报;2003年

5 董映璧;美发现基因调控可回应“RNA世界”[N];科技日报;2006年

6 张忠霞;特制RNA轻推一下,就能“唤醒”基因[N];新华每日电讯;2007年

7 聂翠蓉;RNA：纵是配角也精彩[N];科技日报;2009年

8 冯卫东;RNA干扰机制首次在人体中获得证实[N];科技日报;2010年

9 冯卫东　王小龙;英在地球早期环境模拟条件下合成类RNA[N];科技日报;2009年

10 记者 常丽君;新技术让研究进入单细胞内RNA的世界[N];科技日报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 王赵玮;昆虫RNA病毒复制及昆虫抗病毒天然免疫机制研究[D];武汉大学;2014年

2 包纯;一类新非编码RNA的发现以及产生和功能的初探[D];华中师范大学;2015年

3 李语丽;基于MeRIP-seq的水稻RNA m6A甲基化修饰的研究[D];中国科学院北京基因组研究所;2015年

4 熊瑜琳;miR-122靶位基因STAT3调控长链非编码 RNA Lethe促进HCV复制的机制研究[D];第三军医大学;2015年

5 范春节;高通量测序鉴定毛竹小RNA及其功能分析[D];中国林业科学研究院;2012年

6 王加强;小鼠着床前胚胎特异ERV相关长非编码RNA的定向筛选及功能研究[D];东北农业大学;2015年

7 王业伟;非编码RNA SPIU的结构和功能研究和p19INK4D在APL发病中的作用[D];上海交通大学;2013年

8 邹艳芬;子痫前期中非编码RNA对滋养细胞功能的调控及机制探索[D];南京医科大学;2015年

9 朱乔;miR-10b在人肝细胞肝癌发生中的作用及其机制的初步探索[D];第四军医大学;2015年

10 蒋俊锋;长链非编码RNA BACE1-AS促进Aβ聚集及其调节BACE1和SERF1a的ceRNA机制研究[D];第二军医大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陆聪儿;条纹斑竹鲨再生肝脏中差异RNA的研究[D];浙江理工大学;2015年

2 张晓辉;小鼠几种长链非编码RNA基因功能的初步研究[D];昆明理工大学;2015年

3 全弘扬;长链非编码RNA在细胞内质网应激反应中的相关作用及机制研究[D];北京协和医学院;2015年

4 胡亮;DDX19A识别PRRSV基因组RNA并激活NLRP3炎症小体[D];中国农业科学院;2015年

5 张帅兵;应用RNA干扰技术对旋毛虫Nudix水解酶基因功能的研究[D];郑州大学;2015年

6 郑芳芳;肺癌RNA-Seq数据中RNA编辑事件的识别算法和系统分析[D];苏州大学;2015年

7 陈瑞东;长链非编码RNA MEG3在胰腺癌发生发展中作用的实验研究[D];苏州大学;2015年

8 刘骏武;线虫和水稻中环状RNA的预测及分析[D];华中农业大学;2015年

9 李猷;利用RNA干扰技术提高番茄抗TMV侵染能力的研究[D];牡丹江师范学院;2015年

10 吴术盛;SVCV感染EPC细胞microRNA表达谱的初步研究[D];华中农业大学;2015年

  本文关键词：长分子非编码RNA与疾病关联关系预测，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：435685