信息论（宿菲）基于互信息的差异共表达致病基因挖掘方法.PDFVIP

第39卷第 1期 东 南大 学 学报 (自然科学版) VoI_39 NO．1 2009年 1月 JOURNAL OF SOUTHEAST UNIVERSITY (NaturalScienceEdition) Jan．2009 基于互信息的差异共表达致病基因挖掘方法 张焕萍 王惠南 卢光明 钟 元 张志强 (南‘京航空航天大学生物医学工程系，南京 210016) (南京军区南京总医院医学影像科，南京 210002) 摘要：为了挖掘基因表达数据 中的差异共表达致病基因模块，提出了基于互信息和最大团相结 合的方法．互信息用于度量基因表达谱之间的相互关系，计算任意2条基因表达谱在2种不同样 本中的互信息值，得到2个互信息矩阵M 和M ，选定2个阈值 ，和 丁2(T． )将矩阵M。和 M2二值化，并通过 ．和M2中元素的逻辑 “与”运算得到图的邻接矩阵，从邻接矩阵挖掘 出的 最大团则为差异共表达致病基因模块．将该方法应用于Colon数据，选定 T=2．2， =1．0，得到 6个相互重叠的最大团，实验结果表明，该方法能有效挖掘出差异共表达致病基因模块． 关键词：互信息；最大团；差异共表达致病基因 中图分类号 ：Q811．4 文献标识码：A 文章编号 ：1001—0505(2009)01-0151-05 Findingdifferentially CO--expressed disease-·related genes basedonmutualinformation ZhangHuanping W angHuinan LuGuangming ZhongYuan ZhangZhiqiang (DepartmentofBiomedicalEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China) (DepartmentofMedicalImaging，NanjingGeneralHospitalofNanjingMilitaryCommand，Nanjing210002，China) Abstract：MutualinformationcombinedwithcliqueanalysismethodiSin~oducedtoidentifydiffer— entiallyCO-e·xpresseddisease--related genesatthelevelofbiologicalmodulesfrom geneexpression data．ThemutualinformationiSusedtomeasuretheCO—expressionrelationshipsofgenedata．Two squaresymmetricmutualinofrmationmatricesM 。andM2raeobtainedby calculating thevaluesof mutualinformationbetweeneachpairofgenesintwodifferentkindsofsamples．Thresholdvalues Tland (T1 )raechosenrespectivelyforthebinarizationofMlandM2．Theadjacencymatrix ofgraphisobtainedbylogicaloperation “AND”ofMlandMz．Thecliquesdetectedfromtheadja— cencymatrixrepresentthedifferentiallyCO—expresseddisease．relatedgenemodules．Thismethodwas appliedtoColonmicroarraydatawithTl=2．2， =1．0，sixoverlappedcliquesweredetecte