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[成果] 1600170182 广西
TP399 应用技术 其他计算机服务 公布年份:2015
成果简介:所属科学技术领域、简要背景、主要研究内容、发现点、科学价值、论文专著发表及同行引用评价情况。数据挖掘技术在研究大规模生物序列分析新算法和复杂的生物数据建模,提供有商业价值的生物信息、科研启示和生物医学上发挥重要作用。传统方法在处理复杂生物数据上表现出一定局限性,发展高效的生物大数据挖掘算法对揭示生物大分子的功能有着重要意义。项目主要研究内容包括:研究信号通路中的激活和抑制模式识别新方法,用约束条件筛选出真正有生物意义的频繁模式;研究外界刺激下蛋白激酶调控的功能和特征对外界刺激诱导产生变化的调控机制,发现相关基因表达特征、结构功能关系、和疾病关联;研究磷酸化有效位点识别和蛋白激酶信息预测方法;研究非编码RNA二级结构建模,结构和功能关系特征模式识别,基于距离的相似子结构挖掘;设计适用于云计算平台的新的基因组装算法,主要研究现有算法的并行、大数据切分和存储调度。项目的主要发现和科学价值包括:提出蛋白激酶抑制调控信号通路预测的负关联规则挖掘算法新思路,发现抑制调控和疾病关系,为后基因时代药物发现提供可靠靶点;提出贝叶斯网络的蛋白激酶信号通路图形模型预测方法,用户可以从学习到的树状图的节点因果连接关系预测调控信号通路,并根据概率值直观的判断连接的可靠性;揭示了亚基和刺激因子的状态信息,以及亚基之间的相互调控关系,有效促进多数据集、多组织、多蛋白酶的交叉研究,理解蛋白激酶调控与疾病关系;预测磷酸化位点数据的蛋白激酶信息,有助于理解包括细胞生长、增殖等信号传导和调控生物现象的发生;提出基于标记图形编码的非编码RNA的数据建模理论和技术,改进了传统结构模型的复杂性和不准确性,并考虑了RNA子结构可能存在的相交、不相交、重叠情况,有效解决了复杂结构相似性度量和功能预测;给出了基于GO的生物数据库不一致性度量,解决了多源数据库间的通讯问题。公开发表学术论文34篇,其中在数据挖掘和生物信息学国际顶级核心杂志发表论文16篇,含SCI二区论文6篇,三区论文10篇;出版学术专著2部。发表在BMCBioin加rmatlcS上的论文被引用32次,发表在IEEE TKDE上的论文被引用8次。
[硕士论文] 兰伟
计算机应用技术 广西大学 2012(学位年度)
摘要:随着人类基因组计划的完成,生物数据增长的速度非常快。传统的生物实验的方法在庞大的数据前显得十分乏力。如何快速而又准确的利用生物信息学方法准确,高效的从生物数据中挖掘内在生物特征和规律,成为当前的热门话题。近年来,由于miRNA在生物发育、成长过程中起着重要的调控作用,miRNA的研究得到广泛的关注。各种生物信息学的应用miRNA的研究,包括miRNA预测,靶基因的预测,二级结构的研究等,获得很好的效果。
   本文通过深入分析已有miRNA的建模方法,总结前人的miRNA的研究的优势和不足上,提出两种miRNA建模方法。一种是利用茎区和环区对miRNA建模,只关心在各个茎区和环区里碱基的个数。另一种是考虑在各个位点上,出现某种特定碱基和结构。
   本文针对现有的方法对miRNA之间相互作用关系研究不足,提出一种结合二级结构和联合熵的方法来挖掘相互作用miRNA对。通过利用二级结构,保证本文的方法在生物上更加准确。利用RMS来度量miRNA的结构相似性。利用联合熵的方法来找出可能有重要的相互作用的miRNA对。文中最后利用阈值的方法,去掉不重要的相互作用的miRNA对,提高了算法的效率。并通过大量实验验证,本文的方法不仅能够能找到已知的相互作用miRNA,而且可以发现一些未知的但是可能存在重要的相互作用的miRNA,通过和现在流行的序列比对算法对比,表明本文的算法在时间复杂度上更优于现有的算法。
   本文针对现有算法对成熟体miRNA位点研究的不足,提出一种利用信息熵来分析成熟体miRNA保守位点的方法,包括单碱基信息熵和联合碱基信息熵。信息熵越低,位点更保守,那么该位点可能具有更重要的功能。和传统的方法不同的是,该方法不但考虑了序列信息,而且还考虑结构信息,以此来保证该方法能够充分的反映miRNA信息。实验结果表明,该方法能够发现已知的保守位点,而且还可以发现新的未知的保守位点。
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