轉錄因子和miRNA在復雜疾病中的共調控基因網絡研究.pdf

1、復雜疾病的發(fā)生受到多個基因的調控，一直是生物醫(yī)學研究的重點和難點?，F代生物學和實驗技術的不斷發(fā)展，為深入研究基因調控機制創(chuàng)造了條件。研究復雜疾病的基因調控網絡，對于揭示復雜疾病內部復雜的生命現象和調控規(guī)律，診斷和治療復雜疾病具有較大的推動作用。
　　本文遵循系統(tǒng)生物學和分子生物學的思想，采用生物信息學的方法，研究轉錄因子（Transcription Factor，TF）和microRNA（miRNA）參與調控的基因網絡的構建以及基

2、因網絡的動力學機制。首先，介紹了構建復雜疾病相關的轉錄因子和microRNA共調控基因網絡的生物信息學方法、原理以及相關數據庫。然后，討論了兩種轉錄過程的動力學模型，提出一種轉錄因子和microRNA共調控的前饋環(huán)動力學模型。最后，將各種方法、數據庫和前饋環(huán)動力學模型應用于胰腺癌數據。
　　本課題利用倍數分析和精確檢驗對患病和正常兩種樣本數據進行差異表達分析。通過加權基因關聯網絡分析獲得差異基因和差異microRNA的共表達，來預

3、測microRNA對基因的調控關系。利用差異基因和位置權重模型匹配，預測調控基因的轉錄因子。對TransmiR和ENCODE數據庫中調控差異microRNA的轉錄因子關系取并集。整合得到的調控關系，構建轉錄因子和microRNA共調控的基因網絡，獲得134個前饋環(huán)模體。使用微分方程組對前饋環(huán)的轉錄機制進行建模和定量分析。采用高斯過程描述隱轉錄因子的表達活性，基于貝葉斯框架對前饋環(huán)動力學模型進行推導，分別采用單目標文化遺傳算法和同時考慮基