1、本論文的研究工作由兩部分組成，分屬于生物信息學(xué)研究的兩大領(lǐng)域，即算法研究和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)建設(shè)。雖然這兩部分在研究?jī)?nèi)容上相互獨(dú)立，但它們對(duì)于復(fù)雜疾病的生物信息學(xué)研究都具有重要的意義。 第一部分是基于基因表達(dá)譜的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究，它的主要任務(wù)是通過(guò)分析一組基因在不同條件下的表達(dá)數(shù)據(jù)來(lái)發(fā)現(xiàn)這些基因之間存在的調(diào)控關(guān)系，而這組基因通過(guò)它們之間的調(diào)控關(guān)系就被連接成了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，即所謂的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。這項(xiàng)研究是后基因組時(shí)代生物信息學(xué)面臨的重大挑戰(zhàn)之

2、一，它對(duì)于了解基因表達(dá)的時(shí)空規(guī)律，探索復(fù)雜生命現(xiàn)象的深層原因具有重要的意義。近年來(lái)，國(guó)際上在該領(lǐng)域已開(kāi)展了許多有意義的工作，本研究在回顧這些工作和它們所取得的成果的基礎(chǔ)上，針對(duì)目前用數(shù)學(xué)模型構(gòu)建基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)時(shí)遇到的維度問(wèn)題以及基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的生物信息學(xué)研究由低等模式生物轉(zhuǎn)向人類(lèi)自身的趨勢(shì)，提出了一種指數(shù)律方程模型與聚類(lèi)分析相結(jié)合的基于基因表達(dá)譜的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方法，并利用這種方法從來(lái)自人類(lèi)白血病細(xì)胞的基因表達(dá)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了一些與白血病發(fā)

3、生相關(guān)的基因調(diào)控關(guān)系。本研究提出的方法不僅能發(fā)現(xiàn)人類(lèi)基因間的復(fù)雜調(diào)控關(guān)系，而且可以明顯地縮短用指數(shù)律方程模型構(gòu)建基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算時(shí)間，這對(duì)于促進(jìn)基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)建模中維度問(wèn)題的解決有重要的意義。 第二部分是疾病相關(guān)遺傳信息共享平臺(tái)的建設(shè)。確定與復(fù)雜疾病相關(guān)的遺傳學(xué)因素是當(dāng)前遺傳學(xué)與生物信息學(xué)共同關(guān)注的問(wèn)題。然而，疾病相關(guān)的遺傳信息在研究領(lǐng)域內(nèi)的共享問(wèn)題已成為復(fù)雜疾病遺傳學(xué)研究發(fā)展的一個(gè)瓶頸。本文針對(duì)這一問(wèn)題開(kāi)發(fā)了一個(gè)旨在促進(jìn)國(guó)際范

4、圍內(nèi)的疾病相關(guān)遺傳信息的交流和共享的疾病遺傳信息平臺(tái)（DGIP）。作為第一個(gè)專(zhuān)業(yè)的疾病相關(guān)遺傳信息的共享平臺(tái)，DGIP使研究人員能方便地與國(guó)內(nèi)外同行建立合作關(guān)系并及時(shí)共享信息，同時(shí)又使用戶能自主控制他人對(duì)其所掌握資源的訪問(wèn)。DGIP采取了以項(xiàng)目為中心的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這是它得以靈活地管理數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。DGIP通過(guò)有針對(duì)性的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)解決了高度異質(zhì)性的臨床表型的有效存儲(chǔ)問(wèn)題，并借助統(tǒng)一的命名系統(tǒng)掃清了用戶理解來(lái)源不同的基因型和臨床表型信息的障礙。