面向基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的弱關(guān)聯(lián)調(diào)控優(yōu)化方法*

王夙加劉云奇孫啟軒高任飛王之瓊

（1.東北大學(xué)醫(yī)學(xué)與生物信息工程學(xué)院；2.東北大學(xué)理學(xué)院；3.東北大學(xué)軟件學(xué)院）

基因本身蘊(yùn)含著非常龐大且復(fù)雜的生物信息[1]，通過建立基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)可以直觀地了解基因之間的相互作用機(jī)制，基因?qū)M織細(xì)胞的調(diào)控機(jī)理等除此之外，我們通過對基因?qū)用娴难芯浚梢愿由钊氲亓私饧膊〉陌l(fā)生與發(fā)展，從而可以針對疾病的診斷和治療采取更為適當(dāng)且有效的手段，達(dá)到治療疾病、造福人類的目的[2]。特別是近幾年的在癌癥治療上的應(yīng)用，例如靶向藥的研發(fā)與使用就達(dá)到很好的治療效果。它可以針對癌細(xì)胞特異性的給藥，相對于傳統(tǒng)的化療等癌癥治療手段來說可以極大地減輕患者治療時(shí)的痛苦。這種靶向藥物的研發(fā)很大程度上依賴于準(zhǔn)確的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的分析與研究，因此，基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的研究成為了重要的研究內(nèi)容。近些年來，人們提出了許多基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法，Jamshid等人[3]基于卡爾曼濾波和線性回歸方法改進(jìn)了貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的搜索策略，并且利用條件互信息對構(gòu)建好的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。Margolin等人[4]提出了基于信息論的ARACNE算法來構(gòu)建基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，消除了大多數(shù)由共表達(dá)方法得出的間接交互，從而推斷轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白與靶點(diǎn)基因間的直接調(diào)控關(guān)系，Liu等人[5]提出了一種利用最小冗余網(wǎng)絡(luò)(MRNET)算法減少冗余邊的優(yōu)化方法，通過減少基因的非調(diào)控和弱間接調(diào)控來減少基因間冗余關(guān)系進(jìn)而獲取優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)。……