基于Alpha-NMF的AD樣本分類及特異性基因選擇方法
4.2 利用Cytoscape工具構建基因功能結構圖
BiNGO是Cytoscape里的一個插件,它讓Cytoscape鏈接到Gene Ontology,使每個基因賦予注釋,構建基于目的的基因功能的結構圖。
將232個特異性基因提交給BINGO,輸出一幅包含123個節點和165條邊的結構圖,基因功能結構圖中每個節點表示一個生物過程,每一條邊表示生物功能間的關系。其中節點的大小表示與該過程相關的基因占232個信息基因的比例,點的顏色與p-value相關,顏色越深表示p-value越大,也就是說該節點顯著過表達。如圖5所示,可以發現,提取的232個基因主要在細胞周期過程、定位過程及傳輸過程等生物過程上顯著過表達;在生物合成、代謝過程和一些與神經系統相關的生物過程也有一定程度的顯著過表達。這些特異性基因有的與AB的聚集有關,有的與神經遞質的傳輸有關或與神經元的形成發展有關,還有的與金屬的代謝相關,它們都能伴隨著細胞的炎癥反應,導致神經元損害,引起記憶
減退和認知障礙,產生癡呆癥狀。
5 結論
通過以上的實驗和闡述可以看出,Alpha-NMF算法較傳統NMF算法具有較高的分類準確性和穩定性,算法的運算速度也有較大的提高。由Alpha-NMF算法處理后所提煉出來的特異性基因具有顯著差異表達,并且它能提煉出目前確定與AD致病相關的基因(APP)。通過構建基因功能結構圖,加深了對生物過程的理解,從而為生物學實驗的驗證提供的明確的方向。
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