一种构建水平基因转移网络的方法技术

本发明专利技术公开了基因转移技术领域的一种构建水平基因转移网络的方法，包括以下步骤：S1：基于检测到的HGT事件构建初始物种HGT网络；S2：根据边的权重，对边进行过滤；S3：合并初始物种HGT网络的节点；HGT网络可通过一定的方法消除测序量对HGT网络的影响，使结果更加准确：测序量会影响HGT网络，但HGT网络构建之后，可通过在每个样本中只保留若干条最可靠边的手段来消除测序量的影响，其中边的可靠性是通过在两个分类群之间发生HGT中支持reads的总数来量化的，在实验中若对样本使用本方法，可以在每个样本中生成不同分类级别的HGT网络，来进行不同水平的分析，并且HGT网络可以反映微生物之间的基因交流和动态变化，可以提取更多生物学特征和信息。生物学特征和信息。生物学特征和信息。

【技术实现步骤摘要】
一种构建水平基因转移网络的方法


[0001]本专利技术涉及基因转移
，具体为一种构建水平基因转移网络的方法。

技术介绍

[0002]人体微生物组成了一个复杂的生态系统，其中的成员有着复杂的相互作用。在分析和理解人体微生物组的复杂系统的有力工具中，基于网络的数学模型可用于分析和量化这类系统。一种方法是计算每对微生物丰度的相关系数，形成丰度网络。正相关和负相关分别表明这两种微生物可能存在合作或竞争相互作用。
[0003]另一种方法是基于微生物之间的代谢交换来构建人类肠道微生物组的全局代谢相互作用网络。代谢网络可以分基因组(DNA层次)、代谢途径及生化反应网络(蛋白质层次)、代谢流(物流层次)、代谢生理(微生物细胞层次)等层次来讨论。
[0004]第三种即为分子生态网络(molecular ecological networks)。它由基因间的皮尔逊相关系数(PCC)构建。
[0005]现有方法不能捕捉到物种间的基因交流和动态变化，为此，我们提出一种构建水平基因转移网络的方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种构建水平基因转移网络的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种构建水平基因转移网络的方法，包括以下步骤：
[0008]S1：基于检测到的HGT事件构建初始物种HGT网络；
[0009]S2：根据边的权重，对边进行过滤；
[0010]S3：合并初始物种HGT网络的节点；
[0011]S4：建立HGT事件网络。
[0012]优选的，所述S1中检测得到得HGT事件包含五个信息：donor基因组，donor基因组上断点位置，receptor基因组，receptor基因组上断点位置，支持该事件的测序读数数目。
[0013]优选的，所述S1中每个断点为一个节点，节点间的边即为支持该断点对的HGT事件，边的权重即为支持该断点对的读数数目。
[0014]优选的，所述S2中根据贝叶斯模型，把权重低于一定cutoff的边删去。
[0015]优选的，把边删去后，对节点进行过滤。
[0016]优选的，计算每个节点的度，并把度数为0的点删去，得到过滤的初始物种HGT网络。
[0017]优选的，所述S3中根据不同的层次合并节点，把他们对应的边和权重也相应的合并，得到不同水平的物种HGT网络，对节点进行种、属、科等不同分类层次的标注，并对具有相同分类单元的节点进行合并，通过这些方式，这样就可以在每个样本中生成具有不同分
类级别的物种HGT网络。
[0018]优选的，所述S3中合并方法方为两种：
[0019]第一种方法对基因组划分成等长的window，把属于相同window的节点合并。
[0020]第二种方法根据分类水平合并节点。
[0021]优选的，对HGT事件定义为不同的分类层次，得到具有不同分类级别的HGT事件网络。
[0022]优选的，在HGT事件网络中，每个HGT事件为一个节点，如果两个HGT事件中，涉及到相同的基因组，在对应的两个节点间加一条边，此时所构造的网络是无向图。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：HGT网络是一个复杂的网络，HGT网络是无标度的，且是异配的，这意味着HGT网络具有超小世界性质和对随机干扰的健壮性等重要性质，相对与现有技术方案相比，本方案更具有可靠性。此外，HGT网络可通过一定的方法消除测序量对HGT网络的影响，使结果更加准确：测序量会影响HGT网络，但HGT网络构建之后，可通过在每个样本中只保留若干条最可靠边的手段来消除测序量的影响。其中边的可靠性是通过在两个分类群之间发生HGT中支持reads的总数来量化的。在实验中若对样本使用本方法，可以在每个样本中生成不同分类级别的HGT网络，来进行不同水平的分析。并且HGT网络可以反映微生物之间的基因交流和动态变化，可以提取更多生物学特征和信息。
附图说明
[0024]图1为本专利技术流程示意图；
[0025]图2为本专利技术中HGT事件包含信息示意图。
具体实施方式
[0026]实施例一
[0027]请参阅图1
‑
2，本专利技术提供一种技术方案：
[0028]一种构建水平基因转移网络的方法，包括以下步骤：
[0029]S1：基于检测到的HGT事件构建初始物种HGT网络；
[0030]S2：根据边的权重，对边进行过滤；
[0031]S3：合并初始物种HGT网络的节点；
[0032]S4：建立HGT事件网络。
[0033]S1中检测得到得HGT事件包含五个信息：donor基因组，donor基因组上断点位置，receptor基因组，receptor基因组上断点位置，支持该事件的测序读数数目。
[0034]每个断点(基因组和断点位置)为一个节点，节点间的边即为支持该断点对的HGT事件，边的权重即为支持该断点对的读数数目；
[0035]同时所构造的网络是无向图。
[0036]S2中根据贝叶斯模型，把权重低于一定cutoff的边删去；
[0037]把边删去后，对节点进行过滤；
[0038]计算每个节点的度，并把度数为0的点删去；
[0039]得到过滤的初始物种HGT网络。
[0040]S3中根据不同的层次合并节点，把他们对应的边和权重也相应的合并，得到不同
水平的物种HGT网络。
[0041]并且合并方法方为两种：
[0042]第一种方法对基因组划分成等长的window，把属于相同window的节点合并。
[0043]第二种方法根据分类水平合并节点。
[0044]对节点进行种、属、科等不同分类层次的标注，并对具有相同分类单元的节点进行合并，通过这些方式，这样就可以在每个样本中生成具有不同分类级别的物种HGT网络。
[0045]在HGT事件网络中，每个HGT事件为一个节点，如果两个HGT事件中，涉及到相同的基因组，我们就在对应的两个节点间加一条边，此时所构造的网络是无向图；
[0046]如第三部分所示，我们可以对HGT事件定义为不同的分类层次，便可以得到具有不同分类级别的HGT事件网络。
[0047]本专利技术中，我们建立两种HGT网络，一种为物种HGT网络，一种是HGT事件网络。可以表现人类肠道、口腔和鼻咽皮肤微生物群如何共享遗传物质以进化并适应环境，为微生物组的动态相互作用提供新的见解。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种构建水平基因转移网络的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：基于检测到的HGT事件构建初始物种HGT网络；S2：根据边的权重，对边进行过滤；S3：合并初始物种HGT网络的节点；S4：建立HGT事件网络。2.根据权利要求1所述的一种构建水平基因转移网络的方法，其特征在于：所述S1中检测得到得HGT事件包含五个信息：donor基因组，donor基因组上断点位置，receptor基因组，receptor基因组上断点位置，支持该事件的测序读数数目。3.根据权利要求2所述的一种构建水平基因转移网络的方法，其特征在于：所述S1中每个断点为一个节点，节点间的边即为支持该断点对的HGT事件，边的权重即为支持该断点对的读数数目。4.根据权利要求1所述的一种构建水平基因转移网络的方法，其特征在于：所述S2中根据贝叶斯模型，把权重低于一定cutoff的边删去。5.根据权利要求4所述的一种构建水平基因转移网络的方法，其特征在于：把边删去后，对节点进行过滤。6.根据权利要求5所述的一种构建水平基因转移网络的方法，其特征在于：计算每个节点的度，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵梓丞，郑艳婷，高鹏，
申请(专利权)人：深圳百人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：