基于索引結(jié)構(gòu)的代謝網(wǎng)絡(luò)比對算法研究.pdf

1、隨著人類基因組計劃的開展與現(xiàn)代生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，生物信息數(shù)據(jù)的增長呈現(xiàn)爆炸之勢，這為揭開生命奧秘提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；計算機運算能力的提高和國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得對大規(guī)模數(shù)據(jù)的存儲、處理、檢索和解讀提供了理論基礎(chǔ)。而如何運用信息科學(xué)和計算技術(shù)的手段，通過數(shù)據(jù)分析和處理，揭示海量數(shù)據(jù)間的內(nèi)在聯(lián)系和生物學(xué)含義，解讀他們所蘊涵的結(jié)構(gòu)和功能信息，進而提煉有用的生物學(xué)知識，是目前生物信息學(xué)研究的目的。在對生物網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的分析中，一個很重要的工作就是進行

2、同源搜索。同源搜索是通過網(wǎng)絡(luò)圖的比對來實現(xiàn)的，近年來隨著網(wǎng)絡(luò)比對技術(shù)在生物研究領(lǐng)域中所占的地位逐漸加重，比對算法也得到了深入而廣泛的研究，也因此出現(xiàn)了許多有效的生物網(wǎng)絡(luò)比對算法。近年來，隨著生物研究方法的進步，海量高通量生物網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的迅速增加，需要一種快速高效的圖查詢方法。同時，由于高通量的數(shù)據(jù)集具有存在大量假陽性和噪聲數(shù)據(jù)的特點以及對拓撲結(jié)構(gòu)的嚴格限制，精確的圖比對算法的應(yīng)用受到限制，同時需要高效、近似的圖比對算法。
　　

3、在這種情形下，本文陳述一種基于索引結(jié)構(gòu)的生物網(wǎng)絡(luò)近似比對算法，這種技術(shù)將索引結(jié)構(gòu)引入圖的比對，在計算圖的相似性時構(gòu)建一個具有彈性的模型，這種模型充分考慮到了生物網(wǎng)絡(luò)的特性和圖結(jié)構(gòu)的差異。將生物網(wǎng)絡(luò)抽象為無向圖，并以路徑為單位建立比對模型，接著將目標圖和查詢圖分解為小的查詢片段，用分級過濾方法進行篩選，最后將符合要求的片段進行組裝，進而轉(zhuǎn)化為查找極大團問題，從而找出符合要求的結(jié)果。經(jīng)過實驗分析，該算法對圖的拓撲結(jié)構(gòu)沒有嚴格限制并且具有較高