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计算系统生物学
计算系统生物学 张世华 中国科学院数学与系统科学研究院 1 Modular structure of biological networks Community structure of complex networks Shihua Zhang 2 Networks as a universal language Internet [Burch Cheswick] Electronic Food Web Circuit Disease Neural Network Spread [Cajal] [Krebs] Protein Interactions [Barabasi] Social Network 生物分子网络的模块结构——复杂网 络的模块化性质 ? 复杂网络包括生物网络中存在模块或者社区结构 (Module or Community structure) (Girvan and Newman, PNAS，2002；Rives and Galitski，PNAS, 2003) ? 模块或者社区定义为网络中内部连接稠密，与外部连接稀 疏的节点的集合 (Radicchi et. al. PNAS, 2004). ? 数学表述: 其中V是子图，K是顶点的度。即子图 V 是模块的条件是模块内顶点 的内部连边的度值之和大于模块内顶点的外部连边的度值之和 4 社团(模块)结构识别的重要性 ? 许多复杂网络共有的性质。 ? 研究模块结构有助于研究整个网络的结构 和功能 圣塔菲研究所的科学家 合作网：模块代表从事 相似领域研究的科学家 数学生态学 集合 统计物理 5 社团(模块)结构识别的重要性 Guimera and Amaral, Nature, 2005 社团(模块)结构识别的重要性 自然科学论文引用网络：6128 期刊, 约600万次引用， 划分为88个模块 和3024条模块间 的连接，刻画了 学科之间的联系 Rosvall and Bergstrom, PNAS, 2007 7 这一课题引起广泛关注！ ? Girvan, M, Newman, M., PNAS, 2002 ? Ravasz, E, Somera, A, Mongru, D, et al., Science, 2002 ? Radicchi, F, Castellano, C, Cecconi, F., PNAS, 2004 ? Guimera, R, Mossa, S, Turtschi, A., PNAS, 2005 ? Guimera, R, Amaral, L., Nature, 2005 ? Palla et al., Nature, 2005 ? Newman, M.
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