知識情報処理的手法を用いたDNAチップからの遺伝子ネットワーク解析

使用知识信息处理方法对 DNA 芯片进行基因网络分析

基本信息

批准号：
15014226
负责人：
花井泰三
金额：
$ 3.52万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度の研究計画に基づいて以下のような研究業績をあげました。(1)DNAマイクロアレイによる遺伝子発現量測定DNAマイクロアレイを用いて、大腸菌または酵母に外部より刺激を加えた際の、発現遺伝子量を測定した。刺激により反応が大きく異なり、発現量が大きな遺伝子の中には機能未知なものが含まれていることも観察できた。(2)Fuzzy k-means clusteringによる発現遺伝子のグループ化(クラスタリング)時系列マイクロアレイデータに対して、従来から行われている統計的手法のk-means clusteringと今回あらたに適用するFuzzy k-means clustering(k-means clusteringにFuzzy推論を適応した方法)による解析を行った。DNAマイクロアレイデータには実験ノイズが多く、解析の際大きな問題となる。このため、酵母胞子形成関連45遺伝子の胞子形成時の時系列DNAマイクロアレイデータに対して人工的にノイズを追加し、ノイズなしのクラスタリング結果とノイズ付加クラスリング結果を比較した。この結果、k-means clusteringではノイズあり・なしで50%程度の再現率しか得られない高ノイズ付加の場合でも、Fuzzy k-means clusteringは80%以上の再現率を有しており、ノイズに対して強い抵抗力を持つことが確認できた。胞子形成とは無関係の数種類の遺伝子の時系列DNAマイクロアレイデータを上記45遺伝子に追加して、k-means clusteringおよびFuzzy k-means clusteringを行った。k-means clusteringでは今まで形成されたクラスタと大きく異なる結果が得られたが、Fuzzy k-means clusteringでは帰属度の大きな遺伝子のみに注目すれば、新たに追加したデータの影響は小さく、45遺伝子のみでクラスタリングした結果とほほ同じクラスタが得られた。この結果、ある生物学的現象時のマイクロアレイ実験などで得られる多くの遺伝子データに対してクラスタリングを行っても、その現象に関係のない遺伝子の影響はあまり受けず、現象に中心的な働きを持つ遺伝子がうまく得られるであろうと考えられた。このため、Fuzzy k-means clusteringは発現遺伝子のクラスタリングの強力なツールであると考えられた。

根据今年的研究计划，我们取得了以下研究成就。（1）表达基因，其中使用DNA微射线的基因表达测量测量用于使用DNA微射线来测量表达基因在刺激外部刺激大肠杆菌或酵母菌时测量表达基因。还可以观察到由于刺激，反应大大不同，并且具有较大表达的基因包含一些未知的东西。（2）组（聚类）组（聚类）通过模糊k-均值聚类的表达基因形式，k-均值的传统统计方法和模糊k-means群集群集在这段时间内进行了分析。 K-均值聚类适应模糊推断）。 DNA微射线数据中有许多实验噪声，这是分析过程中的主要问题。因此，在形成酵母孢子形成的45个基因形成时，将噪声添加到时间 - 系列DNA微射线数据，并比较了无噪声 - 噪声 - 噪声 - 噪声额外的分类结果。结果，即使K-均值的聚类没有噪声或繁殖率约为50％，而模糊的K-均值聚类的繁殖率为80％或更高，而另一方面则是噪声。被证实具有强烈的抵抗力。将K-均值聚类和模糊K-均值聚类添加到上述45个基因中，该基因具有几种与孢子形成无关的基因。在K-均值聚类中，结果与到目前为止形成的群集大大不同，但是在模糊的K-均值群集中，如果仅集中归因程度的基因，那么新添加的数据的影响很小，45基因。结果，在生物学现象等微型层次实验中获得的许多遗传数据的聚类并不具有与现象无关的基因的太多影响，并且与现象的核心作用。他们拥有的基因将是成功的。因此，模糊K-均值聚类被认为是表达基因聚类的强大工具。