一种基于概率图的基因调控网络分析方法技术

本发明专利技术提供了一种基于概率图的基因调控网络分析方法，属于基因调控网络分析技术领域。包括：输入概率图，其每个顶点代表一个基因，顶点间的有向边代表基因间存在的调控关系，边上的概率值表示基因间调控关系的强度；在表示基因调控网络的概率图上计算各顶点的中心性，包括度中心性、紧密中心性和中介中心性，对中介中心性计算方法进行了优化；根据概率图上各顶点的中心性，筛选出关键节点；输入源顶点集合和目的顶点，根据实际需要可选择精确计算方法或者近似计算方法计算属于源顶点集合的各源顶点到目的顶点且经过关键节点的可达概率，并根据可达概率对各源顶点进行排序。该方法可以更高效、可靠地分析基因调控网络，大大提高分析结果的准确度。大大提高分析结果的准确度。大大提高分析结果的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于概率图的基因调控网络分析方法


[0001]本专利技术涉及基因调控网络分析
，尤其涉及一种基于概率图的基因调控网络分析方法。

技术介绍

[0002]某个基因的表达水平受到其他基因的影响，这个基因的表达水平又会影响其他基因的表达水平，这种基因间相互制约的调控关系构成了复杂的基因调控网络。根据数学算法和已知的经验知识发掘数据关系信息，建立基因调控网络模型，研究网络特性，认识调控关系和机制，对生物学发展产生深远的影响。研究分析基因表达数据之间的关系，构建合适的基因调控网络模型来模拟生物系统的行为，从中发现生物学规律，进而认识生命现象的本质，成为了生物信息学研究的重要内容。
[0003]如何精确分析基因调控网络是一项极具挑战性的任务，现有的基因调控网络分析方法都是直接对基因调控网络进行分析，或将其定义为一个确定图。由于在数据采集过程中存在固有的噪声、不完全性、时延等问题，而且基因之间的调控关系是通过实验观察到的，具有不确定性，传统的图模型无法准确描述基因之间的调控关系，从而导致基因调控网络的分析结果准确率不够。<br/>[0004]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于概率图的基因调控网络分析方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：输入概率图并利用该概率图表示基因调控网络；概率图的每一个顶点代表一个基因，顶点间的有向边代表基因间存在的调控关系，边上的概率值表示基因间调控关系的强度；步骤2：在表示基因调控网络的概率图上计算各顶点的中心性，包括度中心性、紧密中心性和中介中心性；步骤3：根据概率图上各顶点的中心性，筛选出关键节点；步骤4：输入源顶点集合S和目的顶点t，计算属于源顶点集合S的各源顶点s到目的顶点t且经过关键节点的可达概率，并根据可达概率对各源顶点s进行排序。2.根据权利要求1所述的基于概率图的基因调控网络分析方法，其特征在于：所述步骤2包括如下步骤：步骤2.1：对概率图进行采样，得到多个基于概率图的可能世界；步骤2.2：在得到的各可能世界上计算各顶点的度中心性、紧密中心性与中介中心性；步骤2.3：根据各顶点在各可能世界上的紧密中心性与中介中心性，分别在各可能世界上对所有顶点的紧密中心性和中介中心性进行排序；步骤2.4：计算各顶点在所有可能世界上的度中心性的平均值、紧密中心性的排序次序的平均值和中介中心性的排序次序的平均值；步骤2.5：取各顶点在所有可能世界上的度中心性的平均值、紧密中心性的排序次序的平均值和中介中心性的排序次序的平均值，分别作为概率图上对应顶点的度中心性、紧密中心性和中介中心性。3.根据权利要求2所述的基于概率图的基因调控网络分析方法，其特征在于：在步骤2.1中所述采样的方法为：通过线性同余发生器生成随机数，用确定性算法对概率图上的每条边生成[0,1]之间的随机数后，判断当前边的存在概率是否大于该随机数，若大于则保留该条边，否则删除该条边；当所有边都生成随机数并判断是否保留后，视为完成一次采样，得到一个可能世界。4.根据权利要求2所述的基于概率图的基因调控网络分析方法，其特征在于：在步骤2.2中，所述中介中心性的计算方法包括：首先判断待计算中心性的顶点u的出度是否为零：若是，则顶点u的中介中心性为零；若否，则将概率图的边进行方向反转，在反转后的概率图上计算与顶点u可达的顶点集合RF(u)，在概率图上查找以RF(u)集合中的顶点为根的最短路径，并根据最短...

【专利技术属性】
技术研发人员：王之琼，隋玲，曲璐渲，信俊昌，王炜祎祺，李婵，殷文强，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：