基因调控网络构建

Gene Regulatory Networks Construction

编 者 Fadhl Alakwaa

出 版 社：LAMBERT Academic Publishing

索 书 号：Q78/A317/2010/Y

藏书地点：武大外教中心

随着基因组学和测序技术的发展，在短时间内可获得生物体基因表达的海量数据，不仅丰富了数据库信息，也为研究和揭示基因及其产物之间的相互关系，特别是基因表达的时空调控机制奠定了基础。基因表达的调控不是单一、孤立的过程，各个环节是彼此联系、相互制约的，从而构成了复杂的基因表达调控网络。几乎所有的细胞活动和功能都受基因网络调控。孤立的研究单个基因及其表达几乎完全不能确切地反映生命现象本身和内在规律，故科学家必须从系统的观点研究多基因的调节网络，才能阐明生命的本质和疾病发生的机理。因此，基因调控网络是后基因组时代研究的重要课题。基因调控网络的研究离不开生物信息学和系统生物学知识的支持。运用生物信息学的方法和技术通过数据采集、分析、建模、模拟和推断等手段研究复杂的网络关系，揭示有关的作用机理，是当前生命科学的热点之一。截至到目前，随机模型、布尔网络、门限模型等多种研究基因网络的方法日趋成熟。

本书共用五章内容对基因的调控网络进行详细的介绍。第一章基因调控网络的研究目的和研究单位进行简要介绍。第二章侧重介绍基因调控网络的生物学研究背景，首先介绍了所用的生物信息学技术手段和相关的基础生物学知识，接种介绍了数据的搜集方法和相关的生物学数据库，最后介绍了基因调控网络的活体研究宿主：酵母。第三章则介绍了基因网络构建的数据来源，除了基因芯片数据的获取、处理和分类，也介绍了双聚类和聚类分析的自动化基因注释软件，重点介绍了BicAT-plus软件。第四章首先介绍了反向工程操作方法、模型筛选、数据来源和要求，接着阐述了贝叶斯网络及在基因表达分析上的具体应用。第五章是结果分析，不仅将基因调控网络的研究结果与与以前的算法相比较，同时也与 已经公布的文献资料相比较，凸显出基因调控网络的优势。

基因网络研究的目的是通过建立基因转录调控网络模型，从而对某一个物种或组织中的全部基因的表达关系进行整体的模拟分析和研究，在系统的框架下认识生命现象，特别是信息流动的规律。本书从基因调控的三个分子层面进行介绍：DNA水平、RNA水平和蛋白质水平。DNA水平主要是研究基因在空间上的关系影响基因的表达；RNA水平上，也就是转录水平上的调控，主要研究代谢或者是信号传导过程决定转录因子浓度的调控过程；蛋白质水平主要研究蛋白质翻译后修饰加工，从而影响基因表达的活性和功能。基因的网络分析是生命信息挖掘的重要手段之一，但目前在许多方面尚处于尝试和探索阶段。大量模型不断涌现，各种数学工具不断引进，为网络调控模型的构建创造了良好的数学理论基础。随着基因数据的不断扩展以及数据质量的进一步提高，基因调控网络建模的准确性将得到进一步提高。随着后基因组学的不断发展，基因调控网络必然会在生命科学的研究中发挥巨大的作用。本书

本书简化了基因调控网络的构建步骤，重点阐述关键的软件工具，同时也讨论了基因调控网络研究中所遇到的挑战，以及将来的发展方向。本书适合生物学和生物信息学领域的科研工作人员使用，同时对生物学其他相关领域的学者也有裨益。

本书目录：

第一章：简介

第二章：生物背景介绍

第一节：生物信息学简介

第二节：基础生物学

第三节：数据搜集方法

第四节：生物学数据库

第五节：酵母

第三章：基因表达谱分析

第一节：数据获取

第二节：数据处理

第三节：数据分类：聚类分析

第四节：双聚类算法

第五节：双聚类和聚类分析的自动化基因注释软件

第六节：BicAT-plus软件介绍

第四章：贝叶斯网络

第一节：反向工程操作方法

第二节：模型筛选

第三节：数据来源和要求

第四节：贝叶斯网络

第五节：贝叶斯网络学习算法：使用基因表达数据的结构性能比较

第六节：相关项目

第五章：结果分析

第一节：与以前的算法相比较

第二节：与文献资料相比较

第三节：网络形成

第四节：评估方法

第五节：网络分析和验证

（王书珍）