مدلسازی شبکه تنظیم ژنی مخمر با استفاده از معادلات دیفرانسیل

تعیین توالی ژنوم انسان باعث گسترش روش هایی شد که سطوح بیان همه ژنها در یک ژنوم را به صورت همزمان اندازه گیری میکردند. یک هدف در زیست محاسباتی فهم فرآیندهای تنظیمی در یک سلول در سطح ژن میباشد که میتواند منجر به دستاوردهای خاص در زمینه بیماریهای ژنتیکی و طراحی دارو شود. به علاوه، برای شبیه سازی فرآیندهای سلولی و بهینه کردن محصولات یک سلول خاص به درک فرآیندهای تنظیمی نیاز میباشد. چالش بزرگ برای فهم فرآیندهای تنظیمی، تجزیه و تحلیل هزاران اندازه گیری حالت یک سلول به صورتی که اطلاعات مفید بازیابی شود، میباشد. این اندازه گیریها را می توان با کمک فناوری میکروآرایه به دست آورد. هدف از این تحقیق مدلسازی شبکه تنظیم ژنی مخمر با استفاده از معادلات دیفرانسیل میباشد. مخمر را در معرض تغییرات محیطی چون گرما، سرما وکاهش نیتروژن قرار میدهند و میزان بیان هر ژن نسبت به زمان اندازهگیری میشود. در ابتدا دادههای فوق خوشهبندی شدند تا ژنهایی که از لحاظ سیر بیان مشابه یکدیگرند در یک خوشه قرار گیرند. سپس با بهکاربردن این دادههای خوشهبندی شده و در نظرگرفتن جایگاههای اتصال فاکتور رونویسی و واحدهای بیان تنظیمی سیس، ارتباط تنظیمی بین ترکیبات فاکتورهای رونویسی و خوشههای ژنها مشخص شد و شبکه تنظیمی بهدست آمد. سپس برای هر واکنش شبکه، یک معادله دیفرانسیل خاص(با توجه به نوع سینتیک انتخاب شده برای شبکه) اختصاص داده شد. در نهایت روشهای بهینهسازی این امکان را به ما دادند که پارامترهای هر معادله را به نحوی تخمین بزنیم که بیشترین تطابق را با دادههای حاصل از آزمایش داشته باشند.

کلیدواژه ها:

میکروآرایه ، شبکه تنظیمی ژن ، بیان ژن ، معادلات دیفرانسیل