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网络对称性及其在蛋白质交互网络中的应用

廖至峰  
【摘要】:后基因组时代,基因序列已经被破译,但生物功能的奥秘还没有解开。随着生物实验技术的快速发展,产生了大量的蛋白质交互网络数据,它蕴含着蛋白质之间相互作用的重要信息。利用蛋白质交互网络数据来预测具有显著生物功能模块在生物功能基因组研究中具有重要的理论和现实意义。 在传统的生物功能模块检测中,往往把蛋白质交互网络当成一个普通的网络,蛋白质对应网络中的顶点,交互对应其中的边。应用Jaccard系数、边的中心性等传统的网络度量来对蛋白质交互网络拓扑特性进行研究。而事实上蛋白质交互网络是一个富含生物结构的网络,不能仅仅考虑其拓扑度量,更应该考虑其结构度量。本文提出了一种基于结构的对称性度量DS(Degree-Symmetry)。研究了对称性度量DS与蛋白质交互网络中的弱连接效应和拓扑相似性之间的关系。使用对称性度量DS建立了可信的虚拟网络,并在此基础上提出了一种“核-附件”生物功能模块检测方法。 本文使用蛋白质交互网络数据进行了实验,实验结果表明对称性度量DS相比传统的网络度量能更好的刻画蛋白质交互网络中的弱连接效应。并且基于虚拟网络检测出来的生物功能模块具有较高的准确性和较显著的生物意义。


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