基于功能分類的水平轉(zhuǎn)移基因的預(yù)測研究.pdf

1、水平基因轉(zhuǎn)移(horizontal gene transfer，HGT)，又稱橫向基因轉(zhuǎn)移、側(cè)向基因轉(zhuǎn)移(Lateral gene transfer，LGT)，是指在不同的生物個(gè)體之間或者細(xì)胞器(同一細(xì)胞內(nèi))之間的DNA片段的交流。水平基因轉(zhuǎn)移事件是一個(gè)重要的驅(qū)動力，促進(jìn)微生物基因組進(jìn)化的多樣性，呈現(xiàn)出深遠(yuǎn)的影響。隨著可用基因組數(shù)據(jù)量的增加，我們越來越認(rèn)識到水平基因轉(zhuǎn)移對生物基因組多樣化的重要性，水平基因轉(zhuǎn)移預(yù)測方法愈加顯得重要。而最早

2、的方法主要集中在簡單地確立水平基因轉(zhuǎn)移對基因組進(jìn)化產(chǎn)生了重大影響，隨后方法的有效性與精確性為某些異?；?yàn)樗睫D(zhuǎn)移基因提供了更大的信心。預(yù)測異?；?yàn)樗睫D(zhuǎn)移而來的基因的方法逐漸形成兩類：系統(tǒng)發(fā)育方法與參數(shù)方法。系統(tǒng)發(fā)育方法研究各基因組之間基因的分布來檢測那些有明顯異常的模式。與此不同，參數(shù)方法也稱為基于組成特征的方法，檢驗(yàn)單個(gè)基因組內(nèi)基因的適當(dāng)關(guān)系，以尋找在其組成特征上異常的基因。系統(tǒng)發(fā)育方法是耗時(shí)且不充分魯棒的，而參數(shù)方法可以在單個(gè)

3、基因組中進(jìn)行，對所研究的基因組不需要其大量諸如直系同源序列配對的先驗(yàn)知識，計(jì)算量小且具有很大的提升空間。本文是基于參數(shù)方法的研究。然而，在已有的特征方法中，主要存在兩個(gè)問題：一是以往方法都是針對整個(gè)基因組，這難免造成單一特征對整個(gè)基因組表達(dá)不精確，導(dǎo)致預(yù)測精度不高。
　　本文將基因組分成若干基因功能類，并按不同功能類選取不同特征以達(dá)到對基因組的精確表達(dá)，提高預(yù)測精度；另一個(gè)是通常只使用幾個(gè)基因組來檢驗(yàn)預(yù)測方法的有效性，由于數(shù)據(jù)少導(dǎo)

4、致實(shí)驗(yàn)方法并不一定具有普遍性，本文中我們選取了全部能找到的326個(gè)基因組用于實(shí)驗(yàn)。我們發(fā)現(xiàn)水平基因轉(zhuǎn)移對基因組功能具有一定的偏好性，同一基因功能類可以找到一個(gè)對應(yīng)的較優(yōu)特征進(jìn)行有效表達(dá)，據(jù)此我們給出了每一個(gè)基因功能類的推薦特征表達(dá)，對其它原核生物基因組的水平轉(zhuǎn)移基因預(yù)測具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。本文采用對基因組先按生物功能分類后水平轉(zhuǎn)移基因預(yù)測的方法，尤其是在論文最后，給出了每一功能類的推薦特征表達(dá)，這對數(shù)據(jù)量越來越大的基因組的水平基因轉(zhuǎn)移的