孔　薇　支　星　牟晓阳

1(上海海事大学信息工程学院　上海 201306)2(罗文大学生物化学系　新泽西 08028 美国)



基于互信息的显著基因提取及转录调控网络构建

孔薇1支星1牟晓阳2

1(上海海事大学信息工程学院上海 201306)2(罗文大学生物化学系新泽西 08028 美国)

摘要传统特征基因提取方法往往只注重单个基因在不同样本中的表达差异，忽视了基因之间的关联性以及多个致病基因作为一个基因模块与复杂疾病的联系。针对这种情况，提出基于互信息MI(Mutual Information)的特征基因提取算法，提取在健康对照和阿尔茨海默症AD(Alzheimer’s disease)患病样本中关联度具有明显差异变化的基因作为特征基因。在此基础上，结合转录因子TF(Transcription factor)对靶基因TG(Target gene)调控的生物学先验信息，利用网络成分分析NCA(Network Component Analysis)算法分析转录因子的表达活性及其对靶基因的调控强度，构建AD特征基因的转录调控网络。分子生物学分析表明，它们在有丝分裂、细胞周期、免疫反应以及炎症反应过程中的变化对AD的退化过程具有重要作用。

关键词阿尔茨海默症(AD)互信息(MI)转录因子(TF)网络成分分析(NCA)

0引言

阿尔茨海默症[1]AD是以进行性认知障碍和记忆力损害为主的中枢神经系统退行性病变。在过去的几十年中，虽然已经提出了多种假说和许多公认的AD易感基因，但是AD的遗传学机制和发病机制仍不清楚。对于探寻基因表达水平，转录因子TF活性以及转录调控机制变化，表现出的转录因子和靶基因TG的协调动态响应，将对于研究AD的致病机理具有重大意义。……