基于高阶SNP互作挖掘与分析的复杂疾病全基因组关联研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61772124
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0202.系统软件、数据库与工业软件
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Complex disease refers to the disease caused by the common effect of multiple genes, which is a serious threat to human health, and brings a heavy burden to the family and society. Whole-genome association study based on the interactions of SNPs has opened a new chapter in the study of complex diseases, and has aroused the great enthusiasm of researchers. Although a number of methods have emerged to explore the interactions of SNPs in high-throughput genomic data, the severe computational challenge results in a lack of specialized higher-order interaction detection methods. There are many problems in the existing methods, such as multiple comparison, computational efficiency, provenance analysis, results integration and so on. This study focuses on the design of a series of novel methods for fast and accurate mining and analyzing of the high-order interactions in massive SNPs. The main contents of this research can be summarized as "four items", i.e. fast and precise correction of multiple comparison, complete and nil coupling parallel mining for high-order interactions, automation of tracing the cause of significant results, networking integration of the fragmented knowledge. The innovation points of this study are as follows: lightweight and precise permutation test based on flexible lower bound, parallel mining framework of high-order interactions based on maximal closed decomposition, tracing analysis of the significant interactions based on master-slave enumeration tree, disease pathway discovery based on locally heaviest subgraph. These research results can provide a new insight into the complex disease pathogenesis and accurate personalized medicine. Therefore, this research is of high theoretical values and extensive applications.
复杂疾病是多个基因共同作用导致的疾病,严重威胁着人类健康,给家庭和社会带来沉重的负担。基于SNP交互作用的全基因组关联分析开启了复杂疾病研究的新篇章,激发了众多研究者极大的热情。虽然涌现出一批探索高通量基因组学数据SNP交互作用的方法,但严峻的计算挑战,致使专门的高阶交互作用检测方法匮乏。现有方法存在多重比较、计算效率、溯源分析、结果整合等方面的问题。本课题侧重于设计面向海量SNP的快速精准高阶互作挖掘与分析新方法。主要研究内容概括为“四化”:多重比较精准校正的快速化、互作挖掘的完备零耦合并行化、显著互作溯源分析的自动化、碎片知识系统整合的网络化。研究中,拟在基于柔性下界的轻量级精确置换检验技术、基于极大闭分解的并行高阶互作挖掘框架、基于主-从枚举树的显著互作溯源分析方法、基于局部最重子图的疾病通路网发现算法上有所创新。研究成果对揭示复杂疾病发病机理,精准个性化医疗等,具有非常重要的意义。

结项摘要

复杂疾病是多个基因共同作用导致的疾病,严重威胁着人类健康,给家庭和社会带来沉重的负担。基于SNP交互作用的全基因组关联分析开启了复杂疾病研究的新篇章,激发了众多研究者极大的热情。虽然涌现出一批探索高通量基因组学数据SNP交互作用的方法,但严峻的计算挑战,致使专门的高阶交互作用检测方法匮乏。现有方法存在多重比较、计算效率、溯源分析、结果整合等方面的问题。本课题侧重于设计面向海量SNP的快速精准高阶互作挖掘与分析新方法。主要研究内容概括为“四化”:多重比较精准校正的快速化、互作挖掘的完备零耦合并行化、显著互作溯源分析的自动化、碎片知识系统整合的网络化。研究中,拟在基于柔性下界的轻量级精确置换检验技术、基于极大闭分解的并行高阶互作挖掘框架、基于主-从枚举树的显著互作溯源分析方法、基于局部最重子图的疾病通路网发现算法上有所创新。项目取得的研究成果对揭示复杂疾病发病机理,精准个性化医疗等,具有非常重要的意义。

项目成果

期刊论文数量(45)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(5)
专利数量(20)
Genetic algorithm with a crossover elitist preservation mechanism for protein-ligand docking.
具有交叉精英保存机制的遗传算法用于蛋白质配体对接
  • DOI:
    10.1186/s13568-017-0476-0
  • 发表时间:
    2017-09-13
  • 期刊:
    AMB Express
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Guan B;Zhang C;Ning J
  • 通讯作者:
    Ning J
基于多目标演化聚类的大规模动态网络社区检测
  • DOI:
    10.7544/issn1000-1239.2019.20170751
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    计算机研究与发展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李赫;印莹;李源;赵宇海;王国仁
  • 通讯作者:
    王国仁
一种分布式异构带宽环境下的高效数据分区方法
  • DOI:
    10.7544/issn1000-1239.2020.20190683
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    计算机研究与发展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马卿云;季航旭;赵宇海;毛克明;王国仁
  • 通讯作者:
    王国仁
Efficient continual cohesive subgraph search in large temporal graphs
大型时间图中的高效连续内聚子图搜索
  • DOI:
    10.1007/s11280-021-00917-z
  • 发表时间:
    2021-07-15
  • 期刊:
    WORLD WIDE WEB-INTERNET AND WEB INFORMATION SYSTEMS
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Li, Yuan;Liu, Jinsheng;Wang, Guoren
  • 通讯作者:
    Wang, Guoren
面向时序图数据的快速环枚举算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    软件学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    潘敏佳;李荣华;赵宇海;王国仁
  • 通讯作者:
    王国仁

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其他文献

基于封闭相似性的三维基因表达数据聚类算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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数据挖掘在基因表达数据中的应用
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    小型微型计算机系统
  • 影响因子:
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  • 作者:
    印莹;赵宇海;王国仁
  • 通讯作者:
    王国仁
一种基于广义相似性的共调控基因聚类算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    林天亮;乔百友;王国仁;赵宇海
  • 通讯作者:
    赵宇海
一种基于改进HMM模型的组合服务故障诊断方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    东北大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    印莹;李明;张斌;赵宇海
  • 通讯作者:
    赵宇海
基于改进HMM模型的组合服务故障诊断方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    东北大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    印莹;李明;赵宇海;张斌
  • 通讯作者:
    张斌

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赵宇海的其他基金

基于不可约序关系的复杂疾病诊断基因模式发现技术研究
  • 批准号:
    61272182
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    81.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于DNA微阵列数据局部模式特征的共调控/表型基因簇发现技术研究
  • 批准号:
    60803026
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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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]
      
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