生物信息学生物网络介绍_SW-201X0310PPT课件

生物网络介绍 宋伟 目录 一 二 三 分类 1 蛋白质与蛋白质相互作用网络 PPI 原理 单个的蛋白质往往不会独自发挥作用 它们可能通过与别的对象互作 共同作用下才能发挥调节作用 方法 STRING 一个PPIweb service 可以通过输入目的基因名称 得到蛋白质互作网络 数据库收集 收集人类的蛋白质相互作用网络数据 我们从mint hprd grid这3个数据库中整理蛋白质相互作用数据 利用perl将含有目的基因名称的关系对找出 然后cytoscape作图 结果 得到PPI网络图得到HUB蛋白互作网络模块 GO pathway功能富集分析 1 蛋白质与蛋白质相互作用网络 PPI String KnownandPredictedProtein ProteinInteractionshttp string db org CYTOSCAPE Ppi网络图 Hub蛋白的筛选 从已经得到的生物学网络可知 绝大部分生物学网络都服从scale free 无尺度 网络的属性 即网络中的少数节点具有大量的连接 大部分节点都只有很少的连接 这些少数节点是网络关键性节点 hub 对得到的相互作用网络进行节点分析 利用互作蛋白网络的无尺度性质 找到网络中的中心蛋白质 hub蛋白 Ppi网络图 PPI网络模块分析 方法 String工具 Cytoscape插件ClusterONE 2 GeneOntologyanalysis GO富集分析GO geneontology 是基因及基因产物的功能分类体系 它从三个方面 生物过程 BiologicalProcess 分子功能 MolecularFunction 细胞组分 CellularComponent 来描述基因 基因产物的特性 常用的对基因进行GO分析的软件 工具如下 DAVIDGene2goWebgestaltGeneInfoVizGeneCodisFuncAssociateBiNGOGOEAST GO分析结果展示 重点介绍富集基因个数最多的前几个GO 通过引用已实验证明了的该GOterm与疾病有关 参考文献 阐述疾病的发病机理 GO分析结果展示 选择阀值 Pvalue2 3 Pathwayanalysis Pathway是值生物代谢通路 我们最常用的pathway数据都为KEGGpathway数据 常用的基因pathway富集分析工具有DAVIDOnto Tool Pathway ExpressWebgestaltKEGG数据库选择阀值 Pathway分析结果展示 pathway分析结果展示 Pathway分析结果展示 4 转录调控网络分析 原理 一个转录因子可以调控多个靶基因 一个靶基因可以被多个转录因子所调控 故此形成网络 方法 人类 在TRANSFAC数据库和TRED数据库中获得调控关系原始数据 计算在两个数据库中都出现的调控关系对 拟南芥 AGRIS数据库 结果 调控网络调控模块 GO pathway功能富集分析 转录调控网络图 模块以及调控它们的转录因子 黄色的代表转录因子 绿色的代表靶基因 预测工具miRBaseTargetScanmirTarget2TarBasePicTarmiRandamiRecordsDIANAMicroTest 5 miRNA与靶基因调控关系 miRNA与靶基因调控关系 miRNA结果分析 结果中的十个miRNA 有6个已经被实验验证其与某疾病相关 参考文献 而对miRNA中剩余的4个未被实验证实的miRNA 我们利用DAVID软件对其调控的差异表达靶基因分别进行GO功能富集分析来考量它们与疾病的相关性 miR 590的差异表达靶基因主要富集在细胞增殖 分化 创伤治愈 组织再生等 miR 340的差异表达靶基因主要富集在凋亡 细胞程序性死亡 细胞增殖 骨骼系统发育等 miR 182的差异表达靶基因主要富集在骨系统发育 骨发育 软骨发育 骨形成等 miR 30的差异表达靶基因主要富集在骨发育 细胞移动 肌肉器官发育 肌细胞分化等 从富集结果可以看出 虽然这4个miRNA还未报道和骨关节炎相关 但其所靶向的基因都是和骨关节炎相关的 所以这几个miRNA均非常可能是重要的调节因子 6常用软件工具介绍 Cytoscape是一款图形化显示网络并进行分析和编辑的软件 它支持多种网络描述格式 也可以用以Tab制表符分隔的文本文档或MicrosoftExcel文件作为输入 或者利用软件本身的编辑器模块直接构建网络 它还包括许多常用的插件 例如ClusterONE BiNGO等等 可以直接根据网络进行分析 得到目的结果 PerlPerl是一种能完成任务的语言 它可以很容易操作数字 文本 文件和目录 计算机和网络 特别是程序的语言 我们可以利用perl进行一些实用的数据处理 例如高通量数据的转换 提取 计算等处理 还可以抓取网络数据中的内容 已达到目的要求 另外 还有一些常用的perl包和模块 可以对数据进行直接分析 RR是用于统计分析 绘