基于动态规划的DNA碱基识别峰匹配方法的设计与实现
2020-05-21贾二惠晓2赵丽华2常海龙
分析仪器 2020年2期
关键词:信号
贾二惠 李 晓2 张 涛 李 彬 赵丽华2 常海龙 金 川
(1.公安部第一研究所,北京 102200;2.太原理工大学数学院,太原 030024)
DNA测序技术自1980年发展至今取得了令人瞩目的进展,基于荧光诱导荧光毛细管电泳检测的DNA测序技术因其高精度DAN序列识别准确率而在个体识别、亲缘鉴定、灾难身份识别、法医DNA鉴定等领域依然发挥着无可替代的重要作用[1-3]。
鉴于当前DNA测序仪器、DNA测序反应与碱基合成等技术本身的限制, 仪器所采集的荧光光谱信号并不十分理想[4-8]。需对原始检测信号进行数据预处理、迁移率校正、DNA序列峰预测、Spacing校正、峰匹配等[9-13],从而确定待检DNA序列的碱基排序结果。但对一些具体环节所需的方法还缺少专门的深入分析,其中对峰匹配是将各碱基通道信号的识别峰与DNA序列的预测峰进行匹配,它是碱基识别过程中的最复杂最关键部分,同时,峰匹配在下一步DNA序列准确度质量评估及后续DNA图谱分析中起着至关重要的作用。
截至目前,对专门的峰匹配数据处理环节的研究文献甚少,学术价值较高的当属文献[11]。本研究通过综合考虑DNA测序荧光光谱信号的实际特性,分析比较信号碱基峰、及各种伪峰的峰特征信息特点,根据预测峰的峰位置及峰周期、识别峰的峰位置及峰相对面积、峰型等特征信息,将动态规划的思想应用到实际DNA测序数据处理中,在文献[11]的基础上设计了一种改进的的峰匹配得分标准。当峰匹配参数即峰限制阈值设置适中时,动态规划可以最大限度的将识别峰和预测峰进行匹配,尽量做到不错配、不漏配。……
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