学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

睡眠剥夺问题的基因共表达网络分析方法研究

作　者: 刘观良
导　师: 苑波
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 睡眠剥夺基因共表达网络基因芯片原位杂交连通区域标记
分类号: Q41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 62次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

睡眠剥夺是指生物体由于外界环境或自身原因无法满足正常睡眠的状态,其深入研究不仅可以揭示睡眠的功能和机制,还可以为对抗睡眠剥夺措施的制定提供依据。目前关于睡眠剥夺问题的研究有脑成像方法、脑电信号分析方法、基因表达分析方法等。但是现有方法主要关注脑部特定区域或某一类基因表达水平的差异。越来越多的研究表明生物外在的性状和功能并不是仅仅由单个或几个基因决定而是由基因之间的相互作用组成的复杂网络决定的。本文即在复杂网络理论的框架下,基于不同睡眠状态下的小鼠脑部基因表达数据构建基因共表达网络,并通过比较不同睡眠状态下基因共表达网络的结构变化研究睡眠剥夺问题。本文的主要工作和创新点如下:(1)基于基因表达数据构建小鼠脑部基因共表达网络,从全基因组角度在分子水平上研究睡眠剥夺问题。对构建的基因共表达网络进行比较分析,从比较的结果我们发现,清醒状态下的基因共表达网络比睡眠状态下结构更加有序;睡眠剥夺状态下的基因共表达网络比正常睡眠状态下结构更加随机、无序;经睡眠剥夺后的睡眠恢复网络比正常睡眠状态下的网络结构更加分散、无序和随机。因此我们认为睡眠剥夺对基因共表达网络带来一定破坏,而睡眠恢复并不能使睡眠剥夺后的基因共表达网络恢复到正常。(2)针对基因原位杂交图像数据,提出一种可以有效检测基因之间空间共表达区域的快速二值图像分割方法,混洗结果表明,利用我们的方法可以发现具有统计显著性的基因空间共表达区域。以此方法为基础可以构建出更加精确的基因共表达网络,为揭示睡眠的机制提供快速、自动化的分析处理工具。

全文目录

表目录  6-7
图目录  7-8
摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第一章绪论  10-15
  1.1 课题背景  10
  1.2 研究现状  10-13
  1.3 本文主要研究内容  13
  1.4 论文结构  13-15
第二章基因共表达网络构建及课题相关知识  15-24
  2.1 基因表达概念及相关技术介绍  15-17
    2.1.1 基因表达  15-16
    2.1.2 基因芯片技术  16
    2.1.3 原位杂交技术  16-17
  2.2 小鼠脑部基因表达数据集介绍  17-18
  2.3 基因共表达网络构建方法  18-21
    2.3.1 复杂网络  18-21
    2.3.2 基因共表达网络及其构建方法  21
  2.4 脑部结构和功能网络分析框架  21-22
  2.5 小结  22-24
第三章基因芯片共表达网络构建与分析  24-39
  3.1 基因芯片数据预处理  24
  3.2 基于Pearson 相关系数的网络构建  24-25
  3.3 基于混洗的假设检验方法  25-27
  3.4 错误率控制与正确性验证  27-30
  3.5 网络的比较与分析  30-33
    3.5.1 网络总边数及正负相关边比例  30
    3.5.2 聚类系数  30-31
    3.5.3 模体  31-33
  3.6 睡眠基因共表达网络及分析  33-38
    3.6.1 睡眠基因取样网络  33-35
    3.6.2 结果分析  35-38
  3.7 小结  38-39
第四章基因空间表达模式检测方法及应用  39-49
  4.1 连通区域标记  39-40
  4.2 基于连通区域标记的基因空间表达模式检测方法  40-44
    4.2.1 定义  40-41
    4.2.2 算法  41-43
    4.2.3 证明  43-44
    4.2.4 复杂性分析  44
  4.3 基因空间表达模式检测方法的应用  44-47
  4.4 小结  47-49
第五章总结与展望  49-51
  5.1 总结  49
  5.2 展望  49-51
致谢  51-52
参考文献  52-56
攻读硕士期间发表的论文  56

睡眠剥夺问题的基因共表达网络分析方法研究

内容摘要

全文目录

相似论文