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《合肥工业大学》 2010年
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基于动态贝叶斯模型的基因调控网络构建方法研究

葛玲玲  
【摘要】: 基因序列测序的完成,大规模测定基因表达水平的基因芯片技术的出现和高性能计算机的使用使得用模拟计算的方法大规模的研究基因表达调控成为可能,基因调控网络的重构成为功能基因组中最具挑战性的课题之一。利用贝叶斯网络构建基因调控网络也是目前生物信息学研究的一个热点。而DBNs能将数据的时序特点纳入模型中,克服普通贝叶斯有向无环图的缺点,表示出基因之间的负反馈调控过程,更加适合处理基因调控网络这一复杂的生物现象。 本文的主要内容如下: (1)贝叶斯网络的概述。全面介绍和分析了贝叶斯网络的研究背景、研究现状和研究趋势;贝叶斯网络的基本原理;动态贝叶斯模型的原理及构建基因调控网络的优势。 (2)动态贝叶斯网络(DBN)是基因调控网络的一种有力建模工具。贝叶斯结构期望最大算法(SEM)能较好处理构建基因调控网络中数据缺失的情况,但SEM算法学习的结果对初始参数设置依赖性强。针对此问题,提出一种改进的SEM算法,通过随机生成一些候选初始值,在经过一次迭代后得到的参数中选择一个最好的初始值作为模型的初始参数值,然后执行基本的SEM算法。利用啤酒酵母细胞周期微阵列表达数据,构建其基因调控网络并与现有文献比较,结果显示该算法进一步提高了调控网络构建的精度。 (3)许多基因网络构建方面的研究都是假设基因表达之间没有时延或者有一个不变的时延。然而生物文献表明不同的基因对之间有不同的调控时延。因此本文提出一种构建多时延的调控网络构建方法。首先根据基因表达数据估计每个调控-目标基因对的转录时延及潜在调控基因的集合,然后根据估计出来的时延重新组织基因表达数据矩阵,最后把重新组织过的基因表达数据应用到传统的动态贝叶斯模型中构建基因调控网络。将此方法用于酿酒酵母菌细胞周期表达数据,构建多时延的基因调控网络,显示了算法的有效性。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:Q75

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 曾进;具有时变时滞的随机基因调控网络的建模及H_∞控制研究[D];中南大学;2012年
【参考文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 姚宏亮;动态多智能体建模与决策问题研究[D];合肥工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 何海燕;基于贝叶斯网络技术的基因调控网络构建方法研究[D];合肥工业大学;2009年
2 胡大伟;动态贝叶斯网络的近似推理算法研究[D];合肥工业大学;2009年
【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8条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孟宇龙;基于本体的多源异构安全数据聚合[D];哈尔滨工程大学;2010年
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8 任艳;基于公理模糊集与支持向量机的知识发现方法与应用研究[D];大连理工大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑伟;MDL算法用于时间梯度设计试验猪骨骼肌基因调控网络分析上的研究[D];华中农业大学;2010年
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6 罗嘉;一类基因调控网络的定性分析[D];武汉科技大学;2010年
7 贺建军;基于SVM的客户流失预测研究[D];昆明理工大学;2009年
8 司马碧荣;基于贝叶斯分类的高职软件课程教学应用研究[D];云南大学;2010年
9 焦慧锋;基于贝叶斯网络的数控平面磨床磨削状态智能监测研究[D];浙江大学;2011年
10 孙乐;动态决策建模理论的研究及应用[D];电子科技大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 马宝山;朱义胜;;一种用于基因预测的FIR数字滤波器[J];电子学报;2007年09期
2 龚玉兵,侯中怀,辛厚文;介观振荡化学反应体系的内噪声随机共振[J];高等学校化学学报;2004年08期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 魏国亮;几类非线性随机系统的多性能指标分析与综合[D];东华大学;2008年
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【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】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王锐;陈洪;张彦琦;郭波涛;易东;;信息熵在基因调控网络构建中的应用[J];激光杂志;2008年01期
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5 应文豪;王士同;;使用稳态系统和粒群优化算法进行基因调控网络推断[J];计算机应用与软件;2009年03期
6 陈颖;汪旭升;许玲莉;沈勤;王晓冬;陆璐;;基因表达数量性状定位的研究进展[J];生命科学;2009年01期
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8 崔光照,张勋才,曹祥红,董亚非,王延峰;基于动态贝叶斯网络的多时延基因调控网络构建[J];科学技术与工程;2005年17期
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中国重要会议论文全文数据库 前9条
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中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张建松 张学全;我国科学家揭示白血病治疗的基因调控网络[N];中国医药报;2000年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 葛玲玲;基于动态贝叶斯模型的基因调控网络构建方法研究[D];合肥工业大学;2010年
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3 张如贝;基于微分方程模型的基因调控网络稳定性分析[D];南京信息工程大学;2011年
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6 罗嘉;一类基因调控网络的定性分析[D];武汉科技大学;2010年
7 曾进;具有时变时滞的随机基因调控网络的建模及H_∞控制研究[D];中南大学;2012年
8 于阿会;基于微分方程模型的基因调控网络的稳定性分析[D];黑龙江大学;2013年
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