基于基因表达谱的疾病亚型特征基因挖掘算法的研究

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1、哈尔滨工业大学硕士学位论文基于基因表达谱的疾病亚型特征基因挖掘算法的研究姓名：徐连彬申请学位级别：硕士专业：计算机科学与技术指导教师：王亚东20050601哈尔滨工业大学工学硕十学位论文摘要基因芯片技术能够同时检测出成千卜万的基凶的表达水甲，对于功能基因组学的发展起了小可估量的作用。庸用DNA芯片技术，可以获得高通量的基因表达谱数据。通过这些基因表达谱数据，挖掘出能够鉴别疾病亚型的特征基因，对于癌症等疾病诊断及病理学研究具有非常重要的实际意义。在本文中，我们对于基因表达谱数据的特点进行了研究，根据基幽表达诺数据的特点提出了表达谱数据噪卢过滤、数值规范化

2、两个方法；然后对于k—focans聚类方法在表达谱数据上的应用进行了深入的研究，并提I出了种确定分类数目的方法；结合以上的方法，我们提出了一种基丁基因表达谱的疾病亚型的特征基因挖掘方法，其中，我们提出了～个衡量特征基冈对疾病亚型鉴别能力的测度：模式质量。该特征基因挖掘方法基于规范化和过滤后的基因表达谱，融合了k-me：fillS聚类识别疾病亚型技术和提出的衡嚣特征基因对疾病亚型鉴别能力的模式质量测度，实现特征基因挖掘。最后将提出的方法应用于40例结J坜癌组织中2000个基因的表达谱实验数据，并将结果可视化，通过特征提取前后模式质量的比较以及可视化的结果

3、显示：提出的方法足一种可行的疾病业型特征基因挖掘方法，方法的优势在于可并行实现疾病哑型划分和特征基因识别。关键词基因表达谱；无监督聚类；特征基因挖掘堕篁堡三些查兰三耋堡圭兰竺兰兰一AbstractDNAmicroarraytechnologiesenableustomonitortheexpressionpatternforthousandsofgenessimultaneously,whichplayanimportantroleinthedevelopmentoffunctionalgenome．DNAarraysyieldslarge-scale

4、geneexpressiondata．Theminingoffeaturegenebasedongeneexpressiondataplaysanimportantroleindiseasediagnosisandresearchofpharmacology．Inthisresearch，weintroducethecharacteristicofgeneexpressiondataandwepresentgenefilterandnormalizingmethodaccordingly．Wealsostudyk-meansarithmeticandh

5、owtodeterminekvaluewhentheyareappliedongeneexpressiondatain—dc：pth．ThenwepresentamethodtofindthefeaturegenebasedOndiseasesubclassofgeneexpressiondata．Amongthemethod，wepresentanewmeasurementforthefeaturegene’SabilitytOidentifythecorrespondingdiseasesubclass：patternquality．Thismet

6、hodimplementsfeaturegeneminingbasedonfilteredgene，withunsupervisedclusteringfordiseasesubclassandpatternquailtytogeneratefeaturegeneset．Atlast，thismethodisappliedOnallexperimentalgeneexpressiondatawhichconsistof40colonictissuesandtheresultiSvisualized．Resultindicatesthatthismeth

7、odisafeasiblefeaturegeneminingtechnique．TheadvantageIiesinimplementingbothclusteringdiseaseandidentifyingfeaturegenesimultaneityKeywordsgeneexpression；unsupervisedclustering；miningoffeaturegene．H，堕查薹三竺奎耋；：；耋彗圭兰堡篁墨——1．1课题背景第1章绪论随着人类基因组计划(HumanGenomeProject)的基本完成，生命科学进入了后基因组时代(Pos

8、t．GenomeEra)。在后基因组时代，生命科学研究的重点从单个基因的研究上升到对整个基因组