生物信息学生物网络介绍_SWppt课件

生物网络介绍,宋伟,1,目录,一、,二、,三、,2,分类,3,1.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,4,1.蛋白质与蛋白质相互作用网络(PPI),String:KnownandPredictedProtein-ProteinInteractions/,5,CYTOSCAPE,6,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）,7,Ppi网络图,8,PPI网络模块分析,方法：String工具；Cytoscape插件ClusterONE。,9,2.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,10,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,11,12,GO分析结果展示,选择阀值：Pvalue2。,13,3.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,14,Pathway分析结果展示,15,pathway分析结果展示,16,Pathway分析结果展示,17,4.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,18,19,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,20,预测工具miRBaseTargetScanmirTarget2TarBasePicTarmiRandamiRecordsDIANAMicroTest,5.miRNA与靶基因调控关系,21,miRNA与靶基因调控关系,22,23,24,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,25,6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