基于统计独立性度量方法的大肠杆菌基因调控网络结构辨识

摘要：

生物学探究的基因关联是类似于因果关系的本质联系,要解决的关键问题是寻找一种可以描述本质联系的方法.针对Dialogue for Reverse Engineering Assessments and Methods第3次竞赛项目(DREAM3)中的大肠杆菌(E.coli)基因调控网络结构辨识问题,提出一种基于再生核希尔伯特空间(RKHS)的统计独立性度量方法——Hilbert-Schmidt独立性准则(HSIC).此方法是一种基于分布的非参数独立性度量方法,并不要求数据符合某种特定分布,不以分类率、模型简单度等外部条件作为约束条件,同时非参数定量地描述变量之间的联系程度.对大肠杆菌基因表达数据的实验结果显示,尽管数据集中的时间序列数据样本很小,并且只提供了较弱的和类型复杂的调控信息,但HSIC方法仍能较好地辨识出这种较为隐含且复杂的调控关系.对比计算显示,在3种数据规模下,采用HSIC方法辨识结果的AUROC值高于Granger Causality(GC)方法23个百分点,高于参与此竞赛的第1名3.9个百分点,而且在计算效率上亦高出其所使用的微分方程法3个数量级.

关键词：基因调控网络、再生核希尔伯特空间、HSIC方法、结构辨识

所属期刊栏目：32

分类号：R318(医用一般科学)

资助基金：国家杰出青年基金60788101;国家自然科学基金60801055;浙江省自然科学基金Z2090299

在线出版日期：2013-08-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：141-148