[发明专利]一种用于筛选参与生物学过程调控新基因的方法

说明书

本发明公开了一种用于筛选参与生物学过程调控新基因的方法，通过使用生物信息学方法在基因本体论搜索工具，筛选特定生物学过程的语义关系；在不同物种的基因组注释数据库中，筛选被注释到上述语义的不同物种中的基因集合信息；对特定物种的基因集合信息进行同源性分析，筛选其在待研究物种中的直系同源基因；将上述基因与待研究物种中参与该生物学过程的参考基因进行比较分析，筛选特定物种中参与生物学过程调控新基因。本发明基于特定生物学过程在不同的物种之间具有高度保守性的特征，建立了一种用于筛选参与生物学过程调控新基因的方法，为进一步重构系统的基因调控网络提供支撑作用，这对于疾病早期诊断、个性化治疗、药物研发具有重要意义。

技术领域

本发明属于生物信息技术领域，涉及一种用于筛选参与生物学过程调控新基因的方法。

背景技术

基因调控网络(Gene Regulatory Networks，GRN)是一种表示基因间相互作用关系的复杂调控网络。通过基因调控网络可系统地分析和了解基因之间的相互作用关系，认识并掌握细胞生命活动的运作机制，从而找到引发疾病的关键基因。这对复杂疾病(如辐射诱导癌症等)的治疗具有至关重要的作用，该领域的研究已成为生物信息学和系统生物学的一个研究热点之一。近年来，基因调控网络越来越多地应用到疾病基因预测、药物靶标筛选等研究领域，并对疾病早期诊断、个性化治疗、药物研发产生了重要的支撑作用。那么，如何对特定生物学过程中的基因调控网络进行重构，即识别特定生物学过程下转录水平上的参与基因之间的表达调控关系以及参与该调控网络的新基因，是该领域亟需解决的重要问题之一，在理论与实践两方面均具有重要的价值和意义。

传统上，基于生物学/医学实验等方式重构基因调控网络，需要在不同的实验条件下研究基因表达调控网络关系。但是，这种方法存在很多的缺点，如花费时间较长、代价昂贵等，大多数情况下难以识别参与特定基因调控网络的新基因，限制了基因调控网络的重构及其应用。因此，利用生物信息学方法来筛选参与特定生物学过程调控新基因已成为目前该领域研究中最受关注的方法与技术之一，对于后续建立系统生物学模型和预测基因调控网络的行为具有重要意义。

基因本体(Gene Ontology，GO)是一个在生物信息学领域中广泛使用的基因功能注释工具，它涵盖基因三个方面的生物学功能，主要包括分子功能(molecular function)，生物过程(biological process)和细胞组成(cellular component)三个部分。其中分子功能描述的是个体分子生物学上的活性，如催化活性或结合活性。而生物学过程描述的是由一系列特定分子功能的分子有序地组成具有多个步骤的一个生物级联过程。而且生物学过程一般在不同的物种之间具有高度保守性，这对于重构基因调控网络中识别参与基因调控网络新基因具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，利用生物信息学方法，提供一种用于筛选参与生物学过程调控新基因的方法。通过找到参与特定基因调控网络新基因，为进一步重构系统的基因调控网络提供支撑作用。该发明对于疾病早期诊断、个性化治疗、药物研发具有重要意义。

为实现上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现：一种用于筛选参与生物学过程调控新基因的方法，其包括以下步骤：

①.在基因本体论(Gene Ontology,GO)搜索工具中，检索待研究生物学过程(biological process)的语义关系，获得待研究生物学过程的基因本体论语义(GO Term)；

其中，所述的待研究生物学过程为研究对象，通常有很多类，如DNA修复过程(包括碱基切除修复、核苷酸切除修复、错配修复、同源重组修复、非同源末端连接修复等)、代谢过程(其也包括磷酸代谢过程、蛋白代谢过程、脂类代谢过程等)等，其种类非常多，常根据研究需要从中选择。