[發明專利]一種基于結點關系對的復合功能模塊識別方法及系統

在審

• 申請號: 201810502270.0
• 申請日: 2018-05-23
• 公開（公告）號: CN108710783A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 楊亦
• 申請（專利權）人: 湖南女子學院
• 主分類號: G06F19/18
• 分類號: G06F19/18
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明公開了一種基于結點關系對的復合功能模塊識別方法，包括以下步驟：利用Elastic Net預測調控關系，構建出復合生物網絡；根據提出的結點關系對R?pair概念，將含有R?pair結構的初始功能子模塊作為核，用于在復合網絡中識別出復合功能模塊CMFM。本發明實現簡單，與現有方法比，具有較高的識別效率，同時能找到具有更強生物意義的模塊，對于復雜疾病的診斷和預后分析具有重要的理論意義和實用價值。

技術領域

本發明涉及生物信息與計算機算法領域，尤其涉及一種基于結點關系對的復合功能模塊識別方法及系統。

背景技術

非編碼單鏈RNA分子(microRNA，miRNA)對信使RNA(message RNA，mRNA)的降解或轉化起著至關重要的調控作用。miRNA復合功能模塊CMFM中包括miRNA和mRNA，這種模塊參與特定生物過程的運作，對于復雜疾病致病機理的研究具有重要意義。近年來，學者們提出了一些基于多種生物網絡發現復合功能模塊的算法，比如BCM和Mirsynergy等。但是一般這些方法都需要設定子模塊數量等一些先驗參數，結果變化較大，有時甚至會產生很多無價值的子模塊。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種快速尋找有意義的基于結點關系對的復合功能模塊識別方法，解決目前方法需要設置較多先驗參數，結果包含很多無調控關系或者小規模的模塊問題。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種基于結點關系對的復合功能模塊識別方法(簡稱：DFMJD)，包括以下步驟：

1)構建復合網絡

根據調控者miRNA和靶基因mRNA的表達譜數據和miRNA-mRNA靶點信息，運用多元線性回歸模型Elastic Net預測miRNA-mRNA調控關系，得到miRNA-mRNA調控網絡；

根據mRNA和mRNA之間的相互作用關系，得到mRNA-mRNA互作網絡；

2)尋找初始功能子模塊集合

在miRNA-mRNA調控網絡中尋找最大二分團，從互作網絡尋找與之相關的mRNA-mRNA互作邊，嘗試將所述mRNA-mRNA互作邊加入到對應的最大二分團中，過濾掉不含R-pair結構的最大二分團；得到初始功能子模塊集合；

3)加入mRNA結點、互作邊和調控邊

對初始功能子模塊集合中的每一個初始功能子模塊，從mRNA-mRNA互作網絡中尋找與之相關的mRNA結點、互作邊，在miRNA-mRNA調控網絡中尋找與之相關的調控邊，將所述mRNA結點、互作邊和調控邊添加到對應的初始功能子模塊中，得到中間功能子模塊集合；

4)加入miRNA結點和調控邊

對中間功能子模塊集合中的每一個中間功能子模塊，從miRNA-mRNA調控網絡中尋找與之相關的miRNA和調控邊，按第三規則將所述miRNA和調控邊添加到對應的中間功能子模塊中，得到最終功能子模塊集合，以所述最終功能子模塊集合作為識別的復合功能模塊。

上述的基于結點關系對的復合功能模塊識別方法，優選的，所述步驟1)中，運用式(1)的多元線性回歸模型Elastic Net預測miRNA-mRNA調控關系：