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近年来,在基因组学、蛋白质组学的发展基础上,从系统的角度来进行研究逐步成为现代生物学的主流研究方法,系统生物学作为一门新兴的生物学交叉学科正方兴未艾。作为生物系统的抽象表示,生物分子网络在揭示生物学过程和功能机制方面越来越受到研究者的重视。在不同的组织细胞内或不同的机体状态下,生物分子网络也呈现不同的连接模式,以实现不同背景下的功能。对不同背景下的网络比较的研究虽然处于初步阶段,已成为当前关于网络医学研究的新热点。基于生物分子网络的人类疾病分析方法具有很多潜在的生物学和临床应用,有助于研究者更好的理解细胞组分间的互作对疾病进程的影响,并对药物靶点发现具有提示作用。
基于这一概念,本课题从组织特异的协同调控网络研究,性别特异的基因挖掘和功能与疾病分析,疾病应答特异的网络构建与分析这三个方面考察了不同背景特异的生物分子网络的构建方法和特性分析。本文考察了在不同的组织背景下,两类调控子的靶基因表达一致性和调控协同性的关系,构建了组织特异的转录因子协同调控网络,发现了协同调控的组织特异性模式,挖掘了具有组织特异性调控关系的典型转录因子及协同调控关系,为组织背景特异的协同调控机制的研究提供了新的视角;本文挖掘了性别特异的特征基因集合,考察了性别特异的特征基因集的生物学功能特性、染色体富集位置的差异、疾病特异性特征以及和性别特异的药物发现,为性别特异的个性化医疗提供了信息学支持和靶点提示;本文探索了一种比较网络异同,挖掘动态性模块的方法,构建了疾病应答特异的基因共表达网络,考察了疾病应答特异的网络与正常背景下网络的差异性,挖掘了在疾病应答转变过程中起重要作用的生物分子或关键生物标记物,为从网络医学角度挖掘疾病应答特异的靶基因提供了新的方法和策略。在课题涉及的数据整合、网络构建和异质性分析等方面取得了一定的进展。