基于索引結(jié)構(gòu)的代謝網(wǎng)絡(luò)比對(duì)算法研究.pdf

1、隨著人類(lèi)基因組計(jì)劃的開(kāi)展與現(xiàn)代生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，生物信息數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)呈現(xiàn)爆炸之勢(shì)，這為揭開(kāi)生命奧秘提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的提高和國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理、檢索和解讀提供了理論基礎(chǔ)。而如何運(yùn)用信息科學(xué)和計(jì)算技術(shù)的手段，通過(guò)數(shù)據(jù)分析和處理，揭示海量數(shù)據(jù)間的內(nèi)在聯(lián)系和生物學(xué)含義，解讀他們所蘊(yùn)涵的結(jié)構(gòu)和功能信息，進(jìn)而提煉有用的生物學(xué)知識(shí)，是目前生物信息學(xué)研究的目的。在對(duì)生物網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的分析中，一個(gè)很重要的工作就是進(jìn)行

2、同源搜索。同源搜索是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)圖的比對(duì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，近年來(lái)隨著網(wǎng)絡(luò)比對(duì)技術(shù)在生物研究領(lǐng)域中所占的地位逐漸加重，比對(duì)算法也得到了深入而廣泛的研究，也因此出現(xiàn)了許多有效的生物網(wǎng)絡(luò)比對(duì)算法。近年來(lái)，隨著生物研究方法的進(jìn)步，海量高通量生物網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的迅速增加，需要一種快速高效的圖查詢方法。同時(shí)，由于高通量的數(shù)據(jù)集具有存在大量假陽(yáng)性和噪聲數(shù)據(jù)的特點(diǎn)以及對(duì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的嚴(yán)格限制，精確的圖比對(duì)算法的應(yīng)用受到限制，同時(shí)需要高效、近似的圖比對(duì)算法。
　　

3、在這種情形下，本文陳述一種基于索引結(jié)構(gòu)的生物網(wǎng)絡(luò)近似比對(duì)算法，這種技術(shù)將索引結(jié)構(gòu)引入圖的比對(duì)，在計(jì)算圖的相似性時(shí)構(gòu)建一個(gè)具有彈性的模型，這種模型充分考慮到了生物網(wǎng)絡(luò)的特性和圖結(jié)構(gòu)的差異。將生物網(wǎng)絡(luò)抽象為無(wú)向圖，并以路徑為單位建立比對(duì)模型，接著將目標(biāo)圖和查詢圖分解為小的查詢片段，用分級(jí)過(guò)濾方法進(jìn)行篩選，最后將符合要求的片段進(jìn)行組裝，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為查找極大團(tuán)問(wèn)題，從而找出符合要求的結(jié)果。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，該算法對(duì)圖的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)沒(méi)有嚴(yán)格限制并且具有較高