基于Granger因果關系的基因調(diào)控網(wǎng)絡構建算法.pdf

1、基因芯片技術的應用使得快速獲得大量基因表達數(shù)據(jù)成為可能，進而為生物信息學研究提供了必需的數(shù)據(jù)庫，極大地推動了基因數(shù)據(jù)的研究。細胞的生命活動與細胞內(nèi)所有基因的表達水平有關，一個基因的表達并不是孤立的，它的表達水平不僅受到其它基因的影響，同時還可能影響其它基因的表達水平，這些基因間的相互調(diào)控關系構成了基因調(diào)控網(wǎng)絡。同樣地，基因調(diào)控網(wǎng)絡是眾多基因復雜調(diào)控的體現(xiàn)。對基因調(diào)控網(wǎng)絡進行研究能夠幫助我們了解基因與基因之間或者基因及其產(chǎn)物之間的相互關系

2、；對疾病基因調(diào)控網(wǎng)絡的分析，可以指導藥物研發(fā)和臨床合理用藥，從而為復雜疾病的診斷與治療提供有價值的信息。所以重構和分析基因調(diào)控網(wǎng)絡是十分必要的。傳統(tǒng)的調(diào)控網(wǎng)絡構建方法大多是借助各種網(wǎng)絡模型，如布爾網(wǎng)絡模型和貝葉斯網(wǎng)絡模型等等，但這些模型忽略了基因表達數(shù)據(jù)的時序性特征。
　　本文致力于研究利用時序基因表達數(shù)據(jù)重構基因調(diào)控網(wǎng)絡的算法，并提出基于Granger因果關系的基因調(diào)控網(wǎng)絡構建新算法，以展現(xiàn)基因間的因果調(diào)控關系。算法的提出基于以

3、下基礎：時序基因表達數(shù)據(jù)作為一種特殊的時序數(shù)據(jù)，時序數(shù)據(jù)的分析處理方法同樣適用于基因表達數(shù)據(jù)的處理；基因的表達水平是自身表達與基因間相互調(diào)控的體現(xiàn)，解讀基因的表達水平可以分析基因間的調(diào)控關系。同時， Granger因果關系是分析時序變量因果性的有效工具，可以應用于基因表達水平的分析。本文主要涉及自回歸模型和Granger因果關系等理論知識，我們將由多基因組成的時序基因數(shù)據(jù)出發(fā)，利用自回歸模型抽取基因前后時間表達值互相依賴的動態(tài)特性，并利