快速互作基因检测方法及其在疾病分类中的应用

来源 :湖南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaojinzhu123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
基于基因表达数据的信息基因选择对于人类疾病的诊断和治疗有重要价值,简单疾病(血友病、色盲等)可以通过家系遗传连锁分析或基因变异检测等方法鉴定,而人类复杂疾病(癌症、心血管疾病和脑血管疾病等)的致病机理较为复杂,通常受到基因-基因、基因-环境之间的相互作用的影响,其遗传方式并不遵循孟德尔定律。因此,传统的单基因定位的方法(t-test,Pearson等)不足以检测出具有显著效应的致病基因。从基因互作的角度开发新的信息基因选择算法对于疾病诊断和治疗、致病机理的解析具有重要意义。基因-基因互作效应的经典模式最初由John Watkinson等定义,即具有互作效应的两个基因,单独使用任意一个均无法区分表型,而联合两个基因则可以区分表型,即当两个基因同时高表达或同时低表达时才会导致疾病的发生。但其提出的Dendrogram方法并不能检测到具有这种互作模式的基因。Doublets方法则提出了以基因配对转换的方法检测互作效应基因,并给出了4中配对模式(Sum,Diff,Mul,Sign),但其所筛选出的基因具有较强的单基因效应,不足以找到具有经典互作模式的配对基因。MIC3variables方法可以检测到具有互作效应的基因对,但其算法涉及到对三个变量的寻优计算,算法复杂度较高,计算速度较慢,而且其不能给出互作基因的数学表达式,限制了其在疾病分类中的应用。本研究所提出的Abs转换方法联合t-test单效应基因过滤方法可以有效检测到互作基因,其算法复杂度低,计算速度快,有利于在具有高维特点的基因表达数据中的应用。经过在真实基因表达数据中的验证,其可以有效筛选出具有生物学意义的互作基因,明显优于其他筛选方法。经验证,分类器无法识别其输入特征中含有具有多对互作效应的特征,必须将具有互作效应的特征进行转换后输入分类器才可获得较好的建模能力,例如,当模型中含有10对具有互作效应的特征,若将10对特征进行转换后输入分类器,则可以获得95.5%的预测精度(五折交叉验证),若不进行转换,直接将10对(20个)特征输入分类器,其所得到的预测精度仅为65.5%(五折交叉验证)。将Abs方法所筛选到的互作基因进行转换后应用于疾病分类,联合单效应基因组成新的信息基因集后,其预测精度要明显优于其他方法,;在保证输入特征中具有相同基因数目下,互作基因联合单效应基因组成的特征子集所获得的预测精度要明显优于纯单效应基因组成的特征子集,表明信息基因集中加入互作基因可以明显提高模型的预测能力,例如,当输入40个单效应基因时,在三个数据集上所获得的平均精度为80.36%,而当输入20个单效应基因加10对具有互作效应的基因时,所多得的平均精度提升到85.78%。这表明,在使用同样基因数目下,Abs方法所筛选出的互作基因加单效应基因可显著提高模型的预测精度。
其他文献
针对川西北高原公路边坡植被恢复过程中,没有适用于高寒环境生态恢复的植物材料和组合的问题,应用生态学实验方法,以适生于川西高原高海拔地区的本地草种—康巴垂穗披碱草、
企业战略管理理论的一个研究重点是企业竞争优势的来源问题,随着时间的推移,新的时代特征凸显出来,波特的竞争优势理论的局限越来越明显,由此产生了能力理论,它逐渐演化为两
<正>自1860年以来,四次科技革命一波接一波地兴起、衔接、交迭,构成了人类文明史上科技发展与创新十分活跃的"科技革命时代"。大约150年的漫长岁月里,人类文明经历了和平与发
植物水分来源是干旱半干旱地区植物水分关系研究的重要方面,有助于深入理解不同地区植物对季节性干旱环境的适应。兰州市南北两山环境绿化区(简称兰州市南北两山)是兰州市区的
运用网络层级分析法(ANP)并参考PZB的SERVQUAL量表,识别出快递企业服务质量的评估指标,构建了我国快递企业服务质量评估体系,并根据各指标对评估体系的影响程度,探讨提升服务
适应新形势加强财税系统人事教育工作──李达昌同志在全省财政地税系统人事教育工作会议上讲话节录编者按:3月1日上午,省财政厅厅长兼省地税局局长李达昌同志,在全省财政地税系统
<正>1945年抗日战争胜利后,中国人民面临着两种命运,两种前途,必须作出艰难的选择。为了争取人民革命的成功,实现人民的解放,中共中央作出重要的战略决策:"向北发展,向南防御
会议
本文选题着眼于对经济性裁员的最后手段原则的探讨,源于最后手段原则在解雇法规中的帝王原则地位,普遍适用于一般解雇和特殊解雇(经济性裁员)。但是,我国的《劳动合同法》在
非集体成员继承农村房屋中的宅基地问题是城乡二元化与城乡一元化衔接过程中出现的新兴问题,如今越来越多的农村人口进入城镇生活,不再具有农村集体成员的身份,无法成为取得农村宅基地使用权的适格主体,以致这部分“新市民”难以继承其亲属在农村留下的房屋。对于此问题,我国物权法、继承法、土地管理法均没有做出明确的规定,且与相关部门规章的规定存在矛盾冲突,在理论界亦存在允许非集体成员一同继承房屋及宅基地使用权、为