结合基因功能分类体系Gene Ontology筛选聚类特征基因

使用两套基因表达谱数据,按各基因的表达值方差,选择表达变异基因对样本聚类,发现一般使用方差较大的前10％的基因作为特征基因,就可以较好地对疾病样本聚类。对不同的疾病,包含聚类信息的特征基因有不同的分布特点。在此基础上,结合基因功能分类体系(Gene Ontology,GO),进一步筛选聚类的特征基因。通过检验在Gene Ontology中的每个功能类中的表达变异基因是否非随机地聚集,寻找疾病相关功能类,再根据相关功能类中的表达变异基因进行聚类分析。实验结果显示：结合基因功能体系进一步筛选表达变异基因作为聚类特征基因,可以保持或提高聚类准确性,并使得聚类结果具有明确的生物学意义。另外,发现了一些可能和淋巴瘤和白血病相关的基因。     

利用GeneHub软件分析人类染色体相邻基因的表达相关性

利用我们研制的基因信息融合分析软件GeneHub,按染色体开窗的方法将人类基因组沿着染色体划分为一系列基因群,用不同的相关测度(Pearson相关、Spearman秩相关、欧氏距离)考察这些基因群中所有基因间在二套独立的基因表达谱数据中的平均表达相关性。实验结果表明,与随机基因群相比,染色体上的邻近基因具有显著的表达相关性。约有40％的被检测基因包含于我们检测到的邻近相似表达基因群中。该现象提示真核生物中的基因存在模块化的共表达趋势。     

利用基因表达谱挖掘差异表达功能类的稳健性

Gene Ontology广泛地应用于基于基因芯片数据的差异表达功能类分析。基因芯片技术存在检测缺失与检测误差等问题。本文探讨上述这二个因素对利用基因表达谱挖掘Gene Ontology中差异表达功能类的影响。结果显示,差异表达功能类对于检测缺失与检测误差干扰等有一定的稳健性。     

三江并流区域野生青刺果植物资源及合理开发浅析

对青刺果的植物学特性及分布范围、理化指标和营养价值进行详细的分析,从多个角度探讨了它的的开发、利用价值,并结合三江并流区域内野生青刺果植物资源的分布、利用情况,提出了开发与保护的可持续发展问题。     

互作蛋白质与复合物亚基的基因表达相关性比较分析

利用在多种应激条件下酵母的基因表达谱数据 ,分别计算互作蛋白质及复合物亚基编码基因的表达相关性。结果发现 ,相对于随机对照组 ,互作蛋白质的编码基因与蛋白质复合物的编码基因表达相关性均显著 (P <0 .0 1) ,即互作蛋白质及复合物亚基有共表达的倾向。通过比较 ,进一步发现蛋白质复合物亚基的基因表达相关性显著高于互作蛋白质的基因表达相关性 (P <0 .0 1) ,这与复合物亚基之间功能联系强于定义不甚确切的互作蛋白之间功能联系现象吻合。     

GO功能类与基因差异表达的关联规则挖掘算法

针对基因功能分类体系Gene Ontology的层次结构特点,修改关联规则挖掘算法Apriori,开发“挖掘与基因差异表达关联的GO功能组合”软件(RuleGO).RuleGO以基因表达谱上的差异表达基因集合和不差异表达基因集合为输入,输出组合特征功能类与基因差异表达现象的关联规则,有助于解释基因差异表达现象的本质原因,如疾病发病机制、药物作用机理等.将RuleGO 和OntoExpress应用在结肠癌和腺癌表达谱数据集上,结果显示,RuleGO比OntoExpress能发现更多的与差异表达现象关联的特征功能类,更能看到在OntoExpress上不能发现的组合特征功能类.另外,结果显示,将规则的置信度和支持度要求设置较高时,一般只有组合功能类才能满足要求,这提示在基因表达谱分析中不宜采用单个角度的单个功能分类单元,考虑功能分类单元的组合可能更有意义.     

与实验条件相关的基因功能模块聚类分析方法

针对细胞内基因功能模块化的现象,定义了“基因功能模块”和“特征功能模块”两个概念,并基于这两个概念提出一种“与实验条件相关的基因功能模块聚类算法”。该算法综合利用基因功能知识与基因表达谱信息,将基因聚类为与实验条件相关的基因功能模块。向基因表达谱中加入水平逐渐升高的数据噪音,根据基因功能模块对数据噪音的抵抗力,确定最稳定的基因功能模块,即特征功能模块。加噪音实验显示,在基因芯片技术可能发生的噪音范围内,该算法对噪音的稳健性优于层次聚类和模糊C均值聚类。将模块聚类算法应用在NCI60数据集上,发现了8个与实验条件高度相关的特征功能模块。     

根据GO分类体系选择与实验条件相关的差异表达功能结点进行基因功能深化预测

利用有限个实验条件下的基因表达谱数据,只能对与实验条件相关的基因功能类进行有效预测,所以有必要限定可预测的基因功能类范围。据此,首先基于GeneOntology(GO)选择富集差异表达基因与实验条件相关的功能类。再通过支持向量机分类器,深化预测迄今只注释到实验条件相关功能类的父结点的基因是否属于该实验条件相关功能类。应用于一套酵母基因表达谱数据,结果显示,在剔除了高度不平衡的训练集合后,平均真阳性率(precision)与平均覆盖率(recall)都分别达到了71%与47%以上。     

顺式调控元件对“头对头”基因对共表达的影响

转录调控是生物学过程中最关键的环节之一, 其中顺式调控元件在基因表达调控中发挥了极其重要的作用. 本研究通过对公共顺式调控元件的活性和行为进行分析, 从而推断“头对头”基因对共表达的原理. 用网络组分分析法估测顺式调控元件在不同条件下对基因启动子及其活性的影响. 结果揭示了生物系统如何利用这些调控元件调控“头对头”基因对的表达模式和整个转录调控系统.     

基因芯片的功能评价与辅助设计软件GeneHubD

为了比较特定的基因芯片的功能偏岐 ,我们研制开发了一个简单实用的基因芯片功能评价与辅助设计软件GeneHubD。通过结合GO、KEGG、BIND、MIPS、Unists数据库的基因功能注释信息 ,该软件有助于实验人员选择或设计合适的芯片开展芯片实验