基于聚類分析的microRNA與疾病關(guān)聯(lián)關(guān)系分析.pdf

1、miRNA是近幾年生物信息學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。它在人類疾病的產(chǎn)生、發(fā)展等過(guò)程中都起到非常關(guān)鍵的作用。雖然可以通過(guò)生物實(shí)驗(yàn)的方法挖掘出某些致病miRNA，但是這里面往往會(huì)存在兩方面的問(wèn)題，首先實(shí)驗(yàn)方法的代價(jià)高、周期長(zhǎng)；其次對(duì)于挖掘出的致病miRNA，如何確定哪些是最關(guān)鍵的致病miRNA。本文從生物信息需學(xué)的角度提出了一種尋找關(guān)鍵致病miRNA的方法，從而能夠利用預(yù)測(cè)分析的方法為miRNA研究者的生物實(shí)驗(yàn)提供一定的指導(dǎo)，進(jìn)而為基因疾病的診斷、

2、藥物的開發(fā)提供一定的依據(jù)。
　　 本文的研究工作包括三個(gè)部分。首先，我們從相關(guān)的生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)及參考文獻(xiàn)中收集了miRNA和靶基因的關(guān)系對(duì)，miRNA和疾病的關(guān)系對(duì)，以及關(guān)鍵miRNA和疾病的關(guān)系對(duì)，整理成了三個(gè)數(shù)據(jù)集：miR2Target、miR2Disease和keyMiR2Disease。數(shù)據(jù)集miR2Target用來(lái)構(gòu)建整個(gè)miRNA生物網(wǎng)絡(luò)，雖然它并不能完全反映人體內(nèi)所有miRNA構(gòu)成的生物網(wǎng)絡(luò)，但是該網(wǎng)絡(luò)卻一定是這個(gè)

3、大的生物網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)真實(shí)子集，能真實(shí)反映它包含的miRNA之間的關(guān)系，是我們進(jìn)行后續(xù)研究的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)集miR2Disease被用來(lái)在miRNA生物網(wǎng)絡(luò)中提取出某種疾病的致病miRNA生物網(wǎng)絡(luò)，這一過(guò)程的實(shí)現(xiàn)建立在miRNA的基本功能不變性上。數(shù)據(jù)集keyMiR2Disease被用來(lái)評(píng)價(jià)和控制疾病miRNA生物網(wǎng)絡(luò)的演化。其次，我們?cè)跀?shù)據(jù)集miR2Target上，利用二部圖的方法，構(gòu)建了一個(gè)miRNA生物網(wǎng)絡(luò)，即如果兩個(gè)miRNA的靶基因集

4、合有相同的部分或它們的靶基因在蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)上顯著互作或它們的靶基因在GO功能類上顯著互作，則我們都在這個(gè)miRNA之間建立一條連接邊，并依據(jù)具體情況給這條邊賦予權(quán)值。最后，我們?cè)谏鲜鰳?gòu)建的miRNA生物網(wǎng)絡(luò)上利用數(shù)據(jù)集miR2Disease的信息提取出某種疾病的致病miRNA生物網(wǎng)絡(luò)，由于這種網(wǎng)絡(luò)中包含的致病miRNA的數(shù)量也是比較大的，不能鎖定那些關(guān)鍵的miRNA，所以接下來(lái)，我們利用數(shù)據(jù)集keyMiR2Disease中的信息，并通

5、過(guò)網(wǎng)絡(luò)聚類演化的方法在致病miRNA生物網(wǎng)絡(luò)中找到了一個(gè)包含大部分關(guān)鍵致病miRNA的最小集合。
　　 按照上述過(guò)程，本文構(gòu)建了一個(gè)含有233個(gè)結(jié)點(diǎn)，7066條邊的miRNA生物網(wǎng)絡(luò)，它是一個(gè)有權(quán)無(wú)向圖。在這個(gè)生物網(wǎng)絡(luò)中有11個(gè)miRNA的度為零，hsa-mir-21和hsa-let-7a間的連接權(quán)值最大為60。以疾病Autoimmune Diseases為例，本文在miRNA生物網(wǎng)絡(luò)中提取出一個(gè)含有38個(gè)結(jié)點(diǎn)的致病miRNA網(wǎng)