14245

14245

ارائه‌ي روشي براي تحليل مسيرهاي زيستي با استفاده از مدل‌هاي گرافيكي

كارشناسي ارشد

هوش مصنوعي و رباتيك

ارديبهشت ماه 1394

ارديبهشت ماه 1394

دكتر عادل رحماني

كامپيوتر

چكيده در زيست¬شناسي مولكولي به ژن¬هايي كه با يكديگر در تعامل هستند و يك فرآيند زيستي خاصي را به سرانجام مي¬رسانند "مجموعه ژن"، و اگر ارتباط بين اين ژن¬ها نيز مشخص باشد به آن¬ها "مسير زيستي"مي‌گويند. در شرايط معمولي ميزان بيان اين ژن¬ها عادي است، اما شرايطي پيش خواهد آمد كه ميزان بيان برخي از ژن¬ها به شدت افزايش يا كاهش مي¬يابد كه در اين حالت به آن¬ها "ژن¬هاي متفاوت بيان"مي¬گويند. از طريق انجام مطالعاتي كه به مقايسه كلاس¬هاي مختلف بيان ژن مي¬پردازند، مي¬توان صد¬ها يا هزاران ژن متفاوت بيان را بين نمونه گروه¬ها مشخص كرد. بررسي و تحليل دقيق نتايج اين آزمايش¬ها مي¬تواند به ارتقاء دانش و بينش زيستي منجر شود. به عنوان مثال، بوسيله مشخص كردن مسيرهاي سيگنالي نهفته در تغييرات مشاهده شده، مي¬توان به درك بهتري از مكانيزم بيماري دست پيدا كرد.كليد اصلي تبديل حجم عظيمي از داده¬هاي حجيم مولكولي فعلي به دانش زيستي در تفسير نتايج اين آزمايش¬ها نهفته است، كه از اين طريق مي¬توان به پديده زيستي كه در بطن اين داده¬ها نهفته است، دست پيدا كرد.تمركز بيشتر روش¬هاي فعلي تجزيه و تحليل مسير، يا بر روي تعداد ژن¬هاي متفاوت بيان مشاهده شده در مسير مورد نظر، و يا بر روي ارتباط بين ژن¬هاي مسير و ژن¬هاي نمونه¬ها است.هر دو روش ، مسيرهاي زيستي را به صورت يك ليست ساده از ژن¬ها در نظر گرفته، و تعاملات پيچيده بين ژن¬هاي مسير را ناديده مي-گيرند، در حاليكه هدف اصلي از ايجاد مسيرهاي زيستي توصيف همين ارتباطات پيچيده بوده است. در اين پايان¬نامه به تشريح روش نويني پرداخته شده است كه مشكلات روش¬هاي پيشين را نداشته و ساختار مسير و ارتباط بين ژن¬ها را نيز در نظر مي¬گيرد. اين روش در مدل¬سازي خود از تئوري¬هاي گراف و شبكه¬هاي بيزي استفاده مي¬كند.شبكه¬هاي بيزي در مقابل نويز مقاومت خوبي دارند و بر روي تعاملات محلي متمركز مي¬شوند. لذا اين روش نيز در مقابل نويز مقاوم بوده و از دقت بالايي برخوردار خواهد بود. اين امر در آزمايش‌هاي انجام شده بر روي داده¬هاي مصنوعي (با دقت تقريبي 83%) به خوبي نشان داده شده است. واژه‌هاي كليدي:تجزيه و تحليل مسير، شبكه بيزي، گراف، بيان ژن، داده¬هاي حجيم مولكولي، دانش زيستي