Построение оптимальных моделей ДНК-сайтов связывания факторов транскрипции высших эукариот на основе данных различных экспериментальных методов

• Автор: Кулаковский, Иван Владимирович
• Шифр специальности: 03.00.28
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 100 с. : ил.

Оглавление
Введение.

Актуальность темы

Цели и задачи исследования.

Научная новизна

Практическое значение.

Апробация работы.

Список работ, опубликованных но теме диссертации.

Статьи в реферируемых журналах.

Тезисы конференции.

Список принятых сокращений.

Обзор литературы
Биологическое значение транскрипционных факторов
Экспериментальные методы определения сайтов связывания ТФ.
Методы идентификации ССТФ i vi
Методы идентификации ССТФ i viv.
Сравнение методов идентификации ССТФ
Моделирование ССТФ
Стандартные модели мотива ССТФ
Позиционные матрицы.
Расширенные и альтернативные модели.
Алгоритмы построения моделей мотивов ССТФ.
Алгебраический подход.
Вероятностный подход
Метод максимизации правдоподобия.
Метод сэмплирования по Гиббсу
Результаты и обсуждение.
Глава 1. Моделирование ССТФ в виде МПВ
1.1 Представление мотива
1.2 Выбор оптгшалыюго БЛВ.
1.3 Построение АТПВ.
1.4 Критерий качества слова.
1.5 Сравнительная оценка предсказательной способности мотивов
Глава 2. Построение моделей мотивов нуклеотидных последовательностей, распознаваемых белкамирегуляторами транскрипции, на основе данных традиционных экспериментальных методов
2.1 Алгоритм i
Поиск оптимальной пары БЛВМПВ
Расширенный реэсим алгоритма.
Идентификация ядра мотива и оценка длины
2.2 Коллещия .
Метод оценки сходства мотивов.
Футпринты, не содержащие сильных вхождений ЬГПВ, часто
содержат такие сайты в ближайшем геномном окружении,
Сравнение качества и сходства различных аннотаций.
Качество мотивов i
Проблема переобученности модели.
Анализ результатов идентификации мотивов
Глава 3. Интеграция данных, полученных различными экспериментальными методами для определения мотивов ССТФ в последовательностях ДНК
3.1 Алгоритм i.
Построение В
Идентификация оптимальной длины мотива
3.2 Коллекция i.
Анализ построенных мотивов
Оценка качества интегрированных мотивов.
Глава 4. Программная реализация.
Эффективность реализации алгоритмов.
Приложения
Список литературы


Однако, различные экспериментальные методы и различные алгоритмы обработки данных приводят к тому, что в открытых источниках присутствуют различные профили связывания для одного и того же ТФ. Таким образом, наряду с определением специфичности связывания и оценки корректности моделей необходимы подходы для сравнения моделей, построенных различными способами на основе данных, полученных с использованием различных зкеперимеггальньх методов. Цслыо работы является разработка и программная реализация биоинформатических методов построения оптимальных моделей ДНКсайтов связывания транскрипционных факторов с использованием различных типов экспериментальных данных. Разработать методику построения оптимальной модели ССТФ на базе результатов традиционных дошломных экспериментальных методов. Разработать методику построения оптимальной модели ССТФ путем интеграции результатов экспериментов по иммунопреципитации хроматина и результатов традиционных методов. Реализовать алгоритмы, соответствующие разработанным методам, в виде программных инструментов. Верифицировать построенные модели с использованием экспериментальных данных для различных транскрипционных факторов. Научная новизна данного исследования характеризуется разработкой новых алгоритмов, позволяющих более точно и эффективно использовать существующие экспериментальные данные по локализации ССТФ в природных и синтетических нуклеотидных последовательностях. Для ряда факторов, связывание которых с ДНК было исследовано несколькими экспериментальными методами, по данным, полученным с помощью каждого из этих методов, построены модели последовательностей, распознаваемых фактором мотивы и проведено сравнение достоверности этих моделей с помощью разработанных программных инструментов. Впервые построена коллекция моделей ССТФ транскрипционных факторов i путем систематической интеграции данных, полученных с помощью различных экспериментальных методов. Разработанные профаммные средства могут быть применены для эффективного построения оптимальных моделей ССТФ при анализе новых экспериментальных данных, которые получены или будут получены в будущем для различных биологических видов. Профаммные инсфументы могут быть использованы как для непосредственного поиска ССТФ в нуклеотидных последовательностях, так и для верификации альтернативных подходов при моделировании ССТФ. Программные инструменты и созданная коллекция моделей ССТФ предоставлены в открытый доступ. i i Москва . По материалам диссертации опубликовано печатных работ, включая две статьи в реферируемых журналах, а также тезисы докладов научных конференций. I.V. vi, . V. vv, V. . v i iv i ii i . И.В. Кулаковский, В. Ю. Макеев Интеграция данных, полученных различными экспериментальными методами, для определения мотивов в последовательностях ДНК, распознаваемых факторами, регулирующими транскрипцию. I.V. vi, V. . v i i i. .. Фаворов, . . Гельфанд, А. Герасимова, Д. И. Кулаковский, А. Миронов, В. Макеев Алгоритм i для поиска участков специфического связывания белковрегуляторов транскрипции. I.V. vi I i i ii . И.В. Кулаковский, А. А. Белостоцкий, А. В. Фаворов, В. А. Боева, Д. Б. Малько, В. Ю. Макеев Интеграция различных типов экспериментальных данных для анализа последовательностей регуляторных районов эукариот. . i, I. V. vi, V. . v i i ii i , i i. I.V. vi, . V. vv, V. . v Ii i xi i ii i i i ii . .. vv, . V. i, . . i, . . , . . v, I. V. vi, V. I.V. vi, V. . v, . V. vv, V. . v i i i I i ii ii i xi .