基因调控网络模型描述语言研究

论文摘要

人类基因组计划的完成标志着生物信息学研究进入了后基因时代,人们开始系统的研究基因之间的相互作用关系,建立起基因及蛋白质调控网络,试图从系统的角度阐述基因的功能。本文主要研究基因调控网络中的知识表示。基因调控网络中的知识主要包括调控网络模型以及模型中的数据和其他相关信息。现有的基因调控网络表示方法主要有直观图形表示、自然语言表示和关系模式表示;直观图形表示和自然语言表示都比较直观、容易理解,能够很好的描述基因调控网络模型的有向图模型,但都难以表示定量信息,而且表示的信息不利于计算机的理解和处理;而关系模式表示虽然可以加入定量描述,但是其模式必须预先定义,这使得其不容易扩充,这就不能很好的处理不断发现的新知识。本文提出了一种新的基因调控网络表示方法:基因调控网络标记语言GRML,GRML采用基于XML的知识表示方式,定义了调控网络中的各个元素,并规定它们的语法和赋予它们一定的语义,能够很好的描述基因调控网络中的信息。用GRML表示的基因调控网络模型具有语法独立性、可扩展、平台无关以及简单直观,更重要的是其易于计算机的理解。本文还设计和实现了一个用于基因调控网络的可视化建模工具GRML Designer,通过使用GRML Designer可以很方便建立基因调控网络模型,并生成符合GRML格式的模型文档。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 生物学背景知识
• 1.2.1 从DNA到蛋白质
• 1.2.2 基因调控网络
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 研究目的及意义
• 1.5 本课题的主要研究内容
• 第2章 基因调控网络模型
• 2.1 基因调控网络相关模型
• 2.1.1 有向图和无向图
• 2.1.2 贝叶斯网络
• 2.1.3 布尔网络
• 2.2 本章小结
• 第3章 基因调控网络的表示
• 3.1 基因调控网络中的信息
• 3.2 知识表示
• 3.3 现有的调控网络表示方式
• 3.3.1 直观图形表示
• 3.3.2 自然语言表示
• 3.3.3 关系模式表示
• 3.4 三种描述方式对比
• 3.5 本章小结
• 第4章 基因调控网络模型描述语言GRML
• 4.1 XML
• 4.1.1 什么是XML
• 4.1.2 良构的XML
• 4.1.3 XML是一个信息领域
• 4.1.4 XML如何表达信息
• 4.1.5 基于XML的知识表示
• 4.2 一种新的描述方式GRML
• 4.2.1 GRML介绍
• 4.2.2 GRML使用范围
• 4.2.3 特定领域语言
• 4.2.4 GRML语言定义
• 4.3 本章小结
• 第5章 GRML可视化建模工具的设计和实现
• 5.1 开发前的准备
• 5.2 系统设计和开发
• 5.3 系统预览
• 5.4 系统特点
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢