مدلسازی شبکه های تنظیم ساز ژنی با استفاده از خوشه بندی مبتنی بر انتولوژی ژن و ترکیب روش های تکاملی با دانش بیولوژیکی

کشف فعل و انفعالات بین ژن ها یکی از مسائل کلیدی در درک رفتار سلولی است. مدل سازی شبکه تنظیم ساز ژنی می تواند در بسیاری از کاربردهای پزشکی و بیولوژی مولوکولی مانند تشخیص مسیرهای متابولیکی، بیماری های پیچیده ژنتیکی، و کشف دارو مورد استفاده قرار گیرد. در این مقاله روش جدیدی برای مدلسازی شبکه های تنظیم سازی ژنی برای تعداد زیادی ژن از روی داده های سری زمانی بیان ژن معرفی شده است. ابتدا ژن ها با استفاده از یک الگوریتم خوشه بندی جدید و با استفاده از دانش فراهم آمده از ساختار درختی انتولوژی ژن در زیر- مجموعه های کوچکتر خوشه بندی می شوند. سپس روابط علی بین ژن های موجمود در هز خوشه با استفاده از شبکه بیزین مدلسازی می شوند. در این مرحله، الگوریتم ژنتیک برای جستجو در فضای ساختارها به کار گرفته می شود. میزان تطبیق هر ساختار با دهده های میکروآرایه و فعل و انفعالات اثبات شده پروتئین- پروتئین مبنای شایستگی آن ساختار خواهد بود. این روش بر روی داده ای بیان 98 ژن مخمد که در فرایند سیکل سلولی شرکت داشته اند مورد آزمایش قرار گرفته است. مقایسه شبکه استنتاج شده با شبکه موجود در KEGG نشان می دهد که 45/66% ارتباطات مدل شده با استفاده از این روش درست هستند.

Keywords:

شبکه تنظیم ساز ژنی , شبکه بیزین , ارتباط پروتئین- پروتئین , انتولوژی ژن , الگوریتم ژنتیک