组织特异性蛋白质互作网络功能模块的多尺度分析方法研究

Proteomics is one of most important research field in life sciences. The current study shows that proteins and protein-protein interactions are of tissue-specificity. In recent years, the incidence of lung cancer increases year by year. Therefore, to further investigate the pathogenesis of diseases in lung tissue, this project intends to build, evaluate and analyze the lung tissue-specific protein networks. In order to reduce the high noise impact of protein-protein interaction data, the project will first construct a weighted protein network based on the integrated similarity between proteins. Then a protein network will be built using hierarchical clustering methods. And sparse non-negative matrix factorization (SNMF) will be used to detect the overlapping function modules on each scale level. The project will also identify the function relations among the modules and then construct a multiscale function modular structured network including multiple biological information. Next, on the basis of the existing researches, the project will develop appropriate constructing and evaluating methods of tissue-specific protein network, and a method of constructing a dynamic tissue-specific protein network. The project will also build a lung tissue-specific protein network and conduct multiscale analyses for function modules. As well, the project will construct a dynamic lung tissue-specific protein network and analyze its dynamic properties including the changes of the function modules so as to further provide theoretical supports for the discovery of pathogenesis and medicine targets of diseases in the lung tissue.

蛋白质组学是生命科学中非常重要的研究领域之一。研究发现蛋白质及其相互作用具有很强的组织特异性。近些年来，肺癌发病率逐年增高。因此，为了进一步研究肺部组织疾病的发病机理，本课题拟构建、评估并分析肺部组织特异性蛋白质互作网络。首先在现有研究的基础上设计出恰当的组织特异性蛋白质互作网络的构建与评估方法，然后基于蛋白质间的集成相似性来构建加权蛋白质互作网络，以降低蛋白质相互作用数据的高噪声影响，然后基于层次聚类来构建蛋白质互作网络的多尺度功能模块框架，基于稀疏非负矩阵分解来识别每个尺度水平上的交叠功能模块，并确立各模块之间的功能关联关系，构造出包含多生物信息的蛋白质互作网络的多尺度功能模块结构。最后对肺部组织特异性蛋白质互作网络的功能模块进行多尺度分析，以期进一步为肺部组织疾病的发病机理与药物靶点的发现提供理论支持。

蛋白质组学是生命科学中非常重要的研究领域之一。研究发现蛋白质及其相互作用具有很强的组织特异性。近些年来，肺癌发病率逐年增高。因此，为了进一步研究肺部组织疾病的发病机理，本课题拟构建、评估并分析肺部组织特异性蛋白质互作网络。首先在现有研究的基础上设计出恰当的组织特异性蛋白质互作网络的构建与评估方法，然后基于蛋白质间的集成相似性来构建加权蛋白质互作网络，以降低蛋白质相互作用数据的高噪声影响，然后基于层次聚类来构建蛋白质互作网络的多尺度功能模块框架，基于稀疏非负矩阵分解来识别每个尺度水平上的交叠功能模块，并确立各模块之间的功能关联关系，构造出包含多生物信息的蛋白质互作网络的多尺度功能模块结构。最后对肺部组织特异性蛋白质互作网络的功能模块进行多尺度分析，以期进一步为肺部组织疾病的发病机理与药物靶点的发现提供理论支持。