基于人和小鼠的表型网络模块挖掘与对应预测人类疾病未知的致病基因

发布时间：2024-04-08 00:25

　　小鼠和其他哺乳动物经常被用作模式生物来研究各种人类疾病的潜在分子机制。将人类疾病表型与小鼠表型进行对应来研究人类疾病分子机制是一种有效的手段,因此人类疾病表型到小鼠表型的对应在疾病机制研究中起着重要作用。目前,人类表型与小鼠表型之间的对应通常基于两种方法,一是根据HPO(人类表型本体)和MPO(哺乳动物表型本体)的表型语义相似性与本体结构相似性结合打分来评价对应表型的相似性,二是基于人与小鼠同源基因来进行人与小鼠的同源表型对应。然而,考虑到小鼠表型和人类疾病表型的不同描述模式及基因的多效性,这两种方法都存在很大的局限性。在此,文章提出了一种基于表型基因网络模块挖掘匹配的算法,结合表型模块中潜在的分子互作机制,在13537个人类表型和8810个哺乳动物表型的基础上构建了7805个人类表型模块和5447个哺乳动物表型模块,然后基于多层网络模块之间同源基因的关系匹配得到3223个人类与小鼠的同源表型模块。并利用人表型模块与小鼠表型模块之间的匹配结果,建立了一个预测疾病新基因的模型来预测人类疾病未知的致病基因。并采用统计学检验和生物学分析等方法对预测结果进行了可靠性验证和病理学讨论,从而为人类...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-2-1：同源基因功能差异性示意图(引自Sjolander)（Sjolanderetal.，2011）

2011）图1-2-1中定义了不同物种中的不同结构的同源基因的功能差异性，图1-2-1-a中表示了四种同源domain（红色、绿色、黄色、蓝色）在六个不同物种（species1-species6）间的结构与形成的复杂蛋白。例如，六个物种间的红色部分是通过各种同源序列算法计....

图1-2-2：两种本体结构的词条相似性计算方法的比较（引自Wang等）（Wangetal.，2007）

种本体结构的词条相似性计算方法的比较（引自Wetal.，2007）示，逆向传播算法wangS与双向算法DSVS对于图A’，B’分别计算了词条相似度，可以看到DSVS能节点之间的差别从而对其结构相似度进行区分，点都计算得到0.5575的相似度，DSVS能够对在结更....

图1-2-3疾病表型模块与PPI网络之间的相关性（引自Han）（Han，2015）

异引起的疾病表型异常，通常情况下往往是多个基因组成模块的异常导致了疾病表型模块的异常[32]。这里的疾病表型模块指的一系列基于共表达、蛋相互作用、代谢pathway、进化限制等因素聚合在一起的疾病表型模块[33[35]。其中，基于跨物种间的同源表型模块进行研究，可以有效的发现由....

图2-1-1MeSH词表示意图

图2-1-1MeSH词表示意图如图2-1-1所示，按照上述方法对图中的每个词条的计算其本体结构信息度得分为：1A01.378.800score,1A01.378.610score,1A01.378.100score,1A01.236.500score....

本文编号：3948206