[發明專利]人類多基因疾病關鍵基因的無向網絡篩選方法

無效

• 申請號: 201010170331.1
• 申請日: 2010-05-12
• 公開（公告）號: CN102086473A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 楊闊;徐勇;韓瑞發;張志宏;劉妍;張琚;郁春燕;王剛
• 申請（專利權）人: 天津市泌尿外科研究所
• 主分類號: C12Q1/68
• 分類號: C12Q1/68;G06F19/00
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標代理有限公司 12103
• 代理人: 董光仁

技術領域

本發明涉及人類基因篩選技術領域，具體是人類多基因疾病關鍵基因的無向網絡篩選方法

背景技術

人類大多數疾病是多基因疾病，隨著人類基因組計劃(HumanGenome?Proiect，HGP)的完成，人類基因序列信息的積累，眾多基因功能的成功注釋，人類多基因疾病關鍵基因的發現也成為可能。

人類基因之間存在著反饋、負反饋等多種關系，基本上是雙向或更復雜的多環節多通道相互作用。各國相繼在網絡上建立人類基因數據庫，收集了人類基因特別是腫瘤發病相關基因和疾病之間的相互作用的信息，為臨床醫師，遺傳學研究者等提供了極大的幫助。但是，在多基因之間錯綜復雜的關系中找到發病關鍵基因，在方法上存在困惑。

目前國內外構建的相關網站如KEGG、GenMapp等都試圖發現基因的關系，關注的焦點主要集中在解釋疾病相關基因的功能和各個基因之間的作用關系，而不是尋找疾病關鍵基因，不利于將來在臨床方面的應用。如，KEGG(Kyoto?encyclopedia?of?genes?and?genomes，京都基因與基因組百科全書)是將基因組信息和高一級的功能信息有機地結合起來，通過對細胞內已知生物學過程的計算機化處理和將現有的基因功能解釋標準化，對基因的功能進行系統化的分析。KEGG的另一個任務是一個將基因組中的一系列基因用一個細胞內的分子相互作用的網絡連接起來的過程，如一個通路或是一個復合物，通過它們來展現更高一級的生物學功能。其目的是由細胞或生物體的基因組信息去了解其較高層次的功能與作用之生物信息資源，也就是整理出現存的調控網絡，并建立其中每個組件與基因間的關系，一但研究者找到基因即可透過KEGG，讓研究者由基因組至細胞層次做一整合性連結，并對生命現象做芯片分析。雖然KEGG的工作受到肯定，但距離理想目標還有一大段距離，因為反應路徑圖上的每一個關系都應有文獻資料做后盾，而不能只相信一張可能帶有個人偏見的路徑圖。目前數據庫中雖已建立各基因與其它數據庫的關系，但它缺少的是討論到路徑正確性或調控機制的數據。KEGG現在由6個各自獨立的數據庫組成，分別是基因數據庫(GENES?database)、通路數據庫(PATHWAY?database)、配體化學反應數據庫(NGANDdatabase)、序列相似性數據庫(SSDB)、基因表達數據庫(EXPRESSION)、蛋白分子相互關系數據庫(BRITE)等。GenMAPP(gene?microarray?pathwayprofiler)是最先出現的通路分析軟件之一，是由格萊斯頓心血管疾病研究所開發的。它可以免費使用，GenMAPP的基因數據庫包含許多從常用的資源中得到的物種特異性的基因注釋和識別符(ID)。這些ID可以將使用者輸入的基因與不同的生物學通路的基因聯系起來。這些生物學通路存在于GenMAPP的MAPP文件中。MAPP文件需要時常下載更新。

疾病基因之間的關系屬于復雜網絡，復雜網絡研究逐漸成為多個學科共同關注的前沿熱點，作為復雜網絡的一個重要研究方向，復雜網絡的容錯抗毀性也隨之興起。研究表明不同拓撲結構的網絡對不同打擊具有不同的抗毀性，在隨機打擊下無標度網絡比隨機網絡具有更強的容錯性，但在選擇性打擊下，無標度網絡卻又顯得異常脆弱，5％的核心節點被攻擊，網絡就基本癱瘓，所謂選擇性打擊就是先攻擊網絡中重要的“核心節點”，那么對復雜網絡中節點的重要度進行評估將是一項非常有意義的工作。通過節點重要度評估找出那些重要的“核心節點”，一方面可以重點保護這些“核心節點”來提高整個網絡的可靠性，另外一方面也可以攻擊這些“薄弱環節”達到摧毀整個網絡的目的。2006年國防科技大學的譚躍進提出了一個新的評估核心節點準則，即假設在節點正常工作的情況下，通過收縮與該節點相連的邊，認為收縮后得到的網絡凝聚程度越高則該節點越重要，這種方法綜合考慮了節點的連接度以及節點所處位置，直接評估了節點正常工作對網絡的貢獻大小。

多基因疾病發病基因之間關系特征的確認。

(1)基因之間的關系網絡符合復雜網絡的特征。