基因组非编码区变异与转录因子调控关系的计算分析方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61732012
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    270.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0213.生物信息计算与数字健康
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Recent biological studies revealed that most complex trait-associated variants are located in non-coding regulatory regions of the genomes, where they have been shown to disrupt transcription factor (TF)-DNA binding motifs. Variable TF-DNA interactions are therefore increasingly considered as key drivers of phenotypic variation. In this project, we will focus on developing effective computational methodology for dissecting and identifying the molecular roles of non-coding genetic variants in complex traits. Firstly, based on recurrent neural network model and adversarial training principle, we will develop a novel methodology for generating artificial sequences, which can serve as high-quality negative controls for downstream analysis. Secondly, based on novel machine learning techniques such as multitask learning and structured scarcity, we will propose computational approaches for predicting motifs of heterodimers in silico. Thirdly, we will propose to predict unobserved high-throughput protein-DNA data by integrating collaborative filtering and recurrent neural network techniques. Fourthly, we will study advanced weakly supervised deep learning models that could exploit multilayered information of different types of genomic data to more precisely predict causal variants and their effects at TF binding. The outcomes of this project could be beneficial for exploration of disease markers and provide further theoretical support for the precise diagnosis and treatment of complex diseases.
近年来的生物学研究表明,大多数与性状存在显著统计相关性的遗传变异均发生于基因组的非编码区域中,这些变异有可能影响转录因子(TF)对DNA序列的识别与绑定功能,因此TF-DNA相互作用所发生的变异已被认为是性状变异的主要原因。在本项目中,我们将聚焦于通过计算方法解析非编码区遗传变异和复杂性状的关系。首先,基于递归神经网络和对抗训练原则,我们将开发新型的DNA序列生成方法,为后续下游分析提供高质量控制样本;其次,基于多任务学习和结构化稀疏等新型机器学习技术,我们将提出直接预测双聚体绑定模体的计算方法;再次,通过整合协同推荐和递归神经网络技术,我们拟研究高通量数据的补全方法;此外,我们还将研究新型深度学习网络架构,并整合多种基因组数据,以便更加精确地预测遗传突变与性状变化之间的定性关系。本项目的研究成果将有助于挖掘疾病靶点,并为复杂疾病的精确诊断和治疗提供依据。

结项摘要

非编码区突变的调控作用研究面临着若干问题,在转录因子绑定模型、转录因子与调控基因关联性以及绑定变异与表型变异关联性分析方面均存在未解决的重大挑战。在本项目中,我们聚焦于通过计算方法解析非编码区遗传变异和复杂性状的关系。首先,提出了基于递归神经网络和对抗训练的新型的DNA序列生成方法,为后续下游分析提供高质量控制样本;其次,提出了基于多任务学习和结构化稀疏等新型机器学习技术以实现预测双聚体绑定模体的任务;再次,通过整合协同推荐和递归神经网络技术以研究高通量数据的补全方法;此外,我们研究了新型深度学习网络架构,并整合多种基因组数据,以便更加精确地预测遗传突变与性状变化之间的定性关系。本课题的研究有助于解析潜在的生物调控机制以及各生命功能层之间的相互作用信息,从而为理解疾病的发病机制,设计相关药物靶点提供理论支持。

项目成果

期刊论文数量(52)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(15)
专利数量(2)
Attention Deep Model With Multi-Scale Deep Supervision for Person Re-Identification
用于人员重新识别的多尺度深度监督的注意力深度模型
  • DOI:
    10.1109/tetci.2020.3034606
  • 发表时间:
    2021-02-01
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON EMERGING TOPICS IN COMPUTATIONAL INTELLIGENCE
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Wu, Di;Wang, Chao;Huang, De-Shuang
  • 通讯作者:
    Huang, De-Shuang
ProtFold-DFG: protein fold recognition by combining Directed Fusion Graph and PageRank algorithm
ProtFold-DFG:结合Directed Fusion Graph和PageRank算法进行蛋白质折叠识别
  • DOI:
    10.1093/bib/bbaa192
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Briefings in Bioinformatics
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Jiangyi Shao;Bin Liu
  • 通讯作者:
    Bin Liu
Person Reidentification by Multiscale Feature Representation Learning With Random Batch Feature Mask
通过随机批量特征掩模的多尺度特征表示学习进行人员重新识别
  • DOI:
    10.1109/tcds.2020.3003674
  • 发表时间:
    2021-12-01
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON COGNITIVE AND DEVELOPMENTAL SYSTEMS
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Wu, Yong;Zhang, Kun;Huang, De-Shuang
  • 通讯作者:
    Huang, De-Shuang
Capsule Network Based Modeling of Multi-omics Data for Discovery of Breast Cancer-Related Genes
基于胶囊网络的多组学数据建模,用于发现乳腺癌相关基因
  • DOI:
    10.1109/tcbb.2019.2909905
  • 发表时间:
    2020-09-01
  • 期刊:
    IEEE-ACM TRANSACTIONS ON COMPUTATIONAL BIOLOGY AND BIOINFORMATICS
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Peng, Chen;Zheng, Yang;Huang, De-shuang
  • 通讯作者:
    Huang, De-shuang
PL-search: a profile-link-based search method for protein remote homology detection
PL-search:一种基于轮廓链接的蛋白质远程同源性检测搜索方法
  • DOI:
    10.1093/bib/bbaa051
  • 发表时间:
    2021-05-01
  • 期刊:
    BRIEFINGS IN BIOINFORMATICS
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Jin,Xiaopeng;Liao,Qing;Liu,Bin
  • 通讯作者:
    Liu,Bin

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

智能计算进展与发展趋势
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    《中国科学院院刊》, Vol.21, No.1, 2006, pp.46-52
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄德双
  • 通讯作者:
    黄德双
语义推荐算法研究综述
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    电子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张波;喻剑;向阳;黄德双
  • 通讯作者:
    黄德双
一种鲁棒的监督流形学习算法及其在植物叶片分类中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    模式识别与人工智能
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张善文;黄德双
  • 通讯作者:
    黄德双
叶片图像特征提取与识别技术的研
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    《计算机工程与应用》,Vol.42,No.3,pp.190-193, 2006
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王晓峰;黄德双;杜吉祥;张国军
  • 通讯作者:
    张国军

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

黄德双的其他基金

基于肝癌多组学数据集成的肝癌生物标志物智能解析与预测方法研究
  • 批准号:
    62333018
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    237 万元
  • 项目类别:
    重点项目
转录因子结合位点序列基元挖掘的计算方法研究
  • 批准号:
    31571364
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    63.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于机器学习的蛋白质相互作用与功能预测方法研究
  • 批准号:
    61133010
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    280.0 万元
  • 项目类别:
    重点项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码