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《东华大学》 2006年
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基于粗粒化元胞自动机在生物序列与动力学的模型研究

肖绚  
【摘要】:生物学家用系统、控制论与信息处理方法来观察了解生物学过程的例子越来越多。确定性、不确定性的数学模型和智能计算模型帮助他们构思新的实验方法,洞察复杂的生物系统。另一方面,系统控制论等信息科学学者也正把生物体看作又一类新的复杂系统与智能系统的研究目标。信息科学与生物科学的互动越演越列,交叉越演越密,其重要体现之一是生物信息学的研究。其研究内容包括基因组信息学、蛋白质的结构模拟以及药物设计三个重要的方面。 本文采用粗粒化元胞自动机研究生物信息中的若干模型,取得了以下方面的创新研究成果: ● 构造氨基酸数字编码模型 采用相似规则、对称规则、分子识别理论以及信息处理方法,建立了氨基酸的数字编码模型。此编码模型考虑了氨基酸的物理化学特性,且氨基酸与其数字编码是一一对应的。它可以把生物字符序列转变为二进制数字序列,这种变换使得生物信息可以用其它的数字信息处理方法来研究。 ● 提出了基于粗粒化元胞自动机的生物序列可视化模型 基于粗粒化元胞自动机给出了一种新的基因序列可视化方法。与其它生物序列可视化方法作图时碱基所对应的空间点只与此碱基之前的碱基数量和种类有关所不同的是,在构图时,碱基所对应的空间点与此前后碱基的数量和种类都有关。首次提出了元胞自动机图(CAI)的概念与方法,使许多隐含在长而复杂的生物字符序列中的特征,通过CAI清楚地表现出来。提供了一个研究生物序列关键特征和辨识基因功能的新途径。 ● 给出了SARS序列的一种特征分析 基于粗粒化元胞自动机序列可视化模型,首次发现了SARS病毒图像中所含有的“V”型结构,提出了局部对称性的概念。分析靠“V”型所对应的序列区,得出SARS序列5端开始第3232bp~5624bp、5703bp~7195bp:12128bp~14470bp、16444bp~19231bp、19720bp~21803bp,这五段中腺嘌呤(A)的个数与鸟嘧啶(U)基本相同,且在前半段以腺嘌呤为主,后半段以鸟嘧啶为主,而其他的所有非SARS冠状病毒都不具有此特征。根据这个特征为依据,对所有的冠状病毒进行比较,给出鸟类流行性支气管炎病毒与猪流行性腹泻病毒与SARS最接近的论断。 ● 研究了蛋白质亚细胞定位预测 基于伪氨基酸成分的扩大协方差判别式算法,提出了一种新的基于粗粒化元胞自动机的蛋白质序列图和氨基酸成分的预测蛋白质亚细胞定位方法,使现有的图像识别技术可以直接地被应用于预测蛋白质亚细胞定位。Self-consistency和Jackknife测试已表明蛋白质定位与它的元胞自动机图是有联系的。 ● 研究了蛋白质二级结构类型预测 与现有的预测蛋白质二级结构类型只基于氨基酸成份的方法不同,我们首
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:Q811

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 吴志诚;肖绚;;基于二维概率元胞自动机的HBV动力学模型[J];计算机工程与应用;2008年04期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姜淑贞;玉米赤霉烯酮对断奶仔猪的毒性初探及改性蒙脱石的脱毒效应研究[D];山东农业大学;2010年
2 黄希发;大型场馆人员疏散仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 任桢;图像分类任务的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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10 李一啸;基于复杂网络和演化博弈理论的社会[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑毅;利用酵母双杂交技术研究流感病毒NS2蛋白与宿主蛋白的相互作用[D];华中农业大学;2010年
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9 张绍丽;河南省2008年手足口病病原体(EV71)分离株全基因组序列[D];郑州大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 苏永美;闵乐泉;卓新建;;阿德福韦抗乙肝病毒感染治疗动力学模型[J];北京科技大学学报;2007年06期
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 刘陶;肖绚;;基于PSO-CA的景德镇南河流域窑址景观演变模拟[J];计算机应用研究;2013年02期
2 刘陶;肖绚;;基于Logistic-CA的景德镇南河流域窑址景观演变模拟[J];计算机应用与软件;2013年03期
3 刘陶;肖绚;严亮华;江南伟;;基于元胞自动机的景德镇南河流域窑址景观演变[J];中国陶瓷;2012年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘克霞;基于元胞自动机的手机信息传播模型研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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3 Alastair Brucc ,David Wallacc ,程屏芬;临界点现象:大长度标度的普适性物理学(Ⅱ)[J];力学进展;1992年01期
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10 雷振刚;;城市生活含油污水的处理[J];科技资讯;2006年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国重要报纸全文数据库 前2条
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2 记者 刘志伟 通讯员 黎江东;利用工业废弃物处理含油废水[N];科技日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈梨俊;以耗散粒子动力学为纽带的多尺度贯通模拟方法[D];吉林大学;2007年
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8 朱有亮;实现更大空间及时间尺度聚合物模拟的一些探索[D];吉林大学;2013年
9 王文旭;复杂网络的演化动力学及网络上的动力学过程研究[D];中国科学技术大学;2007年
10 徐贝思;聚电解质及生物大分子的相转变和分子间相互作用的研究[D];中国科学技术大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐媛媛;基于粗粒化模型对有机溶剂的分子动力学模拟[D];辽宁师范大学;2011年
2 桂彬;石油中烃类化合物的粗粒化分子力学/分子动力学力场的建立[D];中国石油大学(华东);2012年
3 王昆;基于Gay-Berne势和电多极势的粗粒化模型对有机分子体系的动力学模拟[D];辽宁师范大学;2011年
4 王焕友;颗粒体的弹性与分层的研究[D];中南大学;2004年
5 张小艳;粗粒化技术处理含油废水试验研究[D];武汉理工大学;2007年
6 侯威;基于复杂度的观测数据的非线性时空分布特征[D];扬州大学;2006年
7 曹庭水;车载式一体化高效除油装置中的控制系统的研究与实现[D];武汉理工大学;2007年
8 彭伟;粗粒化投影积分多尺度模拟方法研究及其应用[D];重庆大学;2011年
9 庞晓菲;电子器件噪声复杂性分析算法与软件研究[D];西安电子科技大学;2008年
10 张斌;聚结除油设备研究[D];武汉理工大学;2007年
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