代谢网络的全局结构特征和反应中心性(英文)

图(或复杂网络)是大规模代谢网络研究的重要工具。传统上,主要使用代谢物图研究代谢网络,特别是人类的代谢网络。本文则使用反应图来研究人类的代谢网络,即:如果反应x的某个代谢产物是反应Y的某个代谢底物,则将反应x链接到反应Y。首先,从公开发表的文献获取了人类的反应网络,它包含了1099个节点和5208个弧。然后,根据"蝴蝶结"的结构分解方法,提取了人类的反应网络巨强组成部分,它包含了682个节点和4119弧。此外,研究了人类代谢网络反应图巨强组成部分的全局结构特性,结果表明它是一个"小世界","无尺度"和"自相似"网络。最后,依据10种不同的中心化分析方法(度,偏心率,紧密度,发散性,质心值,最短路径介数,.Katz状态,交易,网页排名和HITS中心),我们将另一研究重心放在了人类代谢网络反应图巨强组成部分的反应中心性分析方面,并确定了前15个关键反应(R00351b,R00256a,R00220a,R00253a,R00352b,R01177b,R00181a,R00344a,R00355b,R00485b,R03778b,R03858b,R03991b,R04742b和.R04747b)。     

复杂网络的中心化及其在代谢网络中的应用

分析基因组规模的生化网络是后基因组时代的一项重要研究任务.由于缺乏详尽的热力学参数,近年来科研人员已经开发出了大量基于网络拓扑结构的分析方法.其中,中心化指标可用于确定网络中的重要节点,因而有助于理解代谢网络的交互和调控机制.本文首先比较地分析了10种不同的中心化指标,随后将它们运用于分析苏云金芽孢杆菌的代谢网络,确定了其代谢网络巨强连通成分中的10个关键节点并分析了它们的生物学功能意义.     

对等网络拓扑测量与特征分析

测量分析对等网络(peer-to-peer networks)拓扑特征是解决P2P优化、网络监管等问题的基础.对等网络是一类大规模、自组织、并且高度动态的复杂网络系统,准确、完整地测量所有对等网络拓扑面临很大困难.研究对等网络的协议特点,分析特定P2P拓扑实例成为认识P2P拓扑特性的一种可选研究方案.以Gnutella网络为测量对象,定义了对等网络拓扑测量系统准确性、完整性的衡量指标,设计、实现了基于正反馈的分布式Gnutella拓扑爬行器——D-Crawler;分析了Gnutella网络拓扑图的度等级分布特征、度频率分布特征以及小世界特性.实验和分析结果表明,对等网络拓扑图属性特征与其使用的协议和客户端软件行为密切相关;Gnutella网络中不同层次的节点之间的拓扑关系表现出不同的特性:上层节点组成的子图具有度等级幂律特征,但在其度频率分布上却呈现出正态分布的特性;下层节点在度等级分布上的幂律特征表现不强烈,而在其度频率分布特征上具有明显的幂律特性.拟合结果表明:幂律能够较好地拟合度等级分布和下层节点度频率分布,然而对于上层节点度概率密度分布,Gaussian拟合效果最好.Gnutella网络具有小世界特性,即:较大的聚集系数和较小的特征路径长度,但它不是无尺度图,不符合BA(Barabási-Albert)生长模型,其发展遵循一种不同于BA模型的生长过程.     

Internet的复杂网络统计规律研究与分析

运用CAIDA Skitter项目提供的Internet监测数据和统计手段对Internet的平均最短路径、节点度分布所具有的统计规律进行研究与分析。统计结果显示Internet的拓扑结构是不均匀的,其内部集聚程度较高,网络中任意2个节点间的最短距离很小,整个网络的平均最短路径约为14跳,且Internet节点的度分布服从幂律分布,证实了Internet不是一种随机网络,而是一种同时具有“小世界”和“无尺度”网络特征的复杂网络。     

Pathway Hunter Tool在代谢途径分析中的应用

随着重建的基因组规模代谢网络越来越多,自动化的生物化学途径分析方法显得越来越重要,已经有多种基于此的途径分析工具开发出来了。其中,Pathway Hunter Tool(PHT)是主要用于分析代谢网络的最短路径、代谢物和酶负载点和瓶颈.以及计算相关统计学数据(如平均路径长度、平均节点连接度等)的工具。本文首先简介PHT,随后用它分析E.coli K-12 MG1655代谢网络中a-D-葡萄糖和丙酮酸之间的最短路径及其代谢网络的瓶颈,最后计算4种典型生物的平均路径长度、平均节点连接度以及它们代谢网络中节点连接度最高的10种代谢物。结果表明它的分析与计算快速、准确,加之其用户界面友好、便于操作,因此可以作为代谢途径分析的强有力工具。     

基于节点度估计的三维WSN拓扑控制算法

为提高无线传感器网络性能均衡性,延长网络生命周期,对其三维拓扑控制进行研究。定义判断拓扑变化程度的节点度因数,构建评价网络综合性能的节点度估计模型,并提出基于该模型的拓扑控制算法,通过布置传感器节点、创建网络拓扑结构、生成数据传输链路和修正节点发射功率实现拓扑创建与优化。仿真实验和节点度因数、网络能量衰减、网络能效均衡性等对比结果表明,与LEBTC算法相比,该算法性能均衡性强,拓扑综合性能较好。     

Internet自治系统级拓扑复杂网络特征分析与验证

为深入理解和认清Internet复杂巨系统的不变特征和动态规律,分析研究Internet自治系统级拓扑的复杂网络特征,给出幂律分布和无标度条件的数学描述以及寻找两者之间的关系,分析小世界网络的两个重要特征,即较短平均路径长度和较大聚集系数,讨论匹配性问题和富人俱乐部现象,基于上述理论结果和BGP经验数据计算自治系统级拓扑的最大节点度、平均节点度、聚集系数和最大团数,发现自治系统级拓扑具有幂律分布、异配性以及富人俱乐部现象等复杂网络特征,得到幂指数、匹配系数以及富人俱乐部系数等重要特征参数。     

利用邻接结构熵确定超网络关键节点

识别网络中的关键节点对研究网络的拓扑结构及功能特性具有重要的实际应用价值.基于超图的超网络拓扑结构为超图,由于超图中的超边可以包含任意数量的节点,使得超网络能够清晰明了地表达出多元、多维、多准则的复杂关系.为了更好地挖掘超网络中的关键节点,基于超图理论及性质,提出超图中的邻接结构熵识别超网络中的关键节点,该方法通过研究...     

代谢网络结构与功能的复杂网络分析

细胞的新陈代谢过程可以抽象地描述成交互的复杂网络,越来越多的证据表明这种描述和分析有助于理解代谢网络的结构和功能.本文首先对高质量金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)代谢网络数据进行整理,构建了该网络中的所有代谢反应列表.随后用代谢物图(即节点表示代谢物,连线表示代谢反应)来表示这些反应,形成的...     

基于链接聚类的代谢网络社团结构研究

社团结构分析有助于识别代谢网络中的功能模块,有助于理解代谢网络的结构和功能关系,是代谢网络研究领域的一个重要研究课题。然而,当前的社团结构分析方法均依赖于对网络中的节点进行聚类分析,导致每个节点只能属于某一个社团。采用了一种对复杂网络中的链接进行聚类分析的方法,对高质量金黄色葡萄球菌代谢网络模型的巨强连通体进行了社团结构分析,得到了10个具有生物学意义的功能模块,结果表明链接聚类可用于识别新陈代谢网络中的功能社团。     

Assessing Ideational and Evaluative Skills and Creative Styles and Attitudes

This article describes the rationale for the multiphase creative problem solving process, and reports the findings from an empirical investigation conducted to facilitate the problem solving of managers. The ideational skills of the managers were assessed before and after training in a complete process of creative problem solving, along with their ideational attitudes, creative problem solving style (i.e., generator, conceptualizer, optimizer, or implementor), and evaluative skill (i.e., ability to recognize original ideas). The most important findings indicated that the training had a significant impact on the evaluative accuracy of the managers. They were significantly more accurate in their judgments about original ideas after training, both in their identification of original ideas and their recognition of unoriginal ideas. After training, the managers also gave more solutions and more original solutions to problems. Finally, several variables (e.g., the “preference for active divergence” attitude, and the conceptualizer process style) seemed to moderate the impact of training. Training was therefore effective, with specific effects that can be predicted from pre-training individual differences in attitudes and process style.     

高等院校行政分析与决策系统的设计与实现

为提高高等院校的管理水平和决策水平,充分利用校园网资 源,开发了高等院校行政财政分析与决策系统。解决了诸如数据的动态查询、自动生成报表 、网络环境下数据共享等技术问题,具有网上数据共享、图形界面友好和安全的保密措施等 特点。     

Stochastic balancing and approximation-stability and minimality

A new method of stochastic model reduction has recently been introduced by Desai et al. [1], [2]. The stability of the reduced order model has not previously, been considered. In this paper, we show that the stability of the reduced order model follows directly from the results of Pernebo and Silverman [3]. It is also shown that the reduced order model is minimal, in the controllability/observability sense. The relevance of this notion of minimality to stochastic minimality is made clear.     

Rank and select revisited and extended

The deep connection between the Burrows–Wheeler transform (BWT) and the so-called rank and select data structures for symbol sequences is the basis of most successful approaches to compressed text indexing. Rank of a symbol at a given position equals the number of times the symbol appears in the corresponding prefix of the sequence. Select is the inverse, retrieving the positions of the symbol occurrences. It has been shown that improvements to rank/select algorithms, in combination with the BWT, turn into improved compressed text indexes.