同济大学数学系 陈博文 姚震洲 王腾蛟 2010.7同济济大学数学系国家大学生创新性实验项目 基因序列分析的数学模型和聚类算法研究1. 背景及概述2. 团队 介绍3. 项目 方案4. 创新与特色5. 预期 成果6. 进程 安排同济济大学数学系项项目背景及概况指导导教师师 许许威数学工具生物信息学知识识两年期同济济大学数学系项项目背景及概述v生物学数据库库的发发展近年来，随着分子生物学和现现代医学的迅速发发展，特别别 是人类类基因组计组计划的实实施和完成，人类类已获获得大量的 生物分子数据，成百上千的生物学数据库库迅速出现现和 成长长，并且其积积累速度仍在不断的提高，如何利用好 获获得的数据并且取出隐隐藏在其中的对对人类类有用的信息 则则是一个迫切需要解决的问题问题。同济济大学数学系项项目背景及概述v模拟计拟计算的方法大规规模研究基因表达调调控成为为可 能与此同时时，大规规模测测定基因水平的基因芯片技术术的出现现 和高性能计计算机的使用使得用模拟计拟计算的方法大规规模 研究基因表达调调控成为为可能。一些研究者已经经开始研 究某一类类疾病病人组组和对对比组组的基因序列对对比分析， 并通过过控制疾病的基因序列组组的表达方式来治疗疗疾病 。由此可见见，用数学模型的方法进进行基因序列比对对是 目前生物信息学研究的热热点之一。LOGO项项目背景及概述v我们们要做的我们们要做的就是建立一个基因序列分析的数学模型并设设 计计高效算法，应应用到基因序列分析以及疾病预测预测中。LOGO国家大学生创新性实验项目 基因序列分析的数学模型和聚类算法研究1. 背景及概述2. 团队 介绍3. 项目 方案4. 创新与特色5. 预期 成果6. 进程 安排同济济大学数学系数学功底格外扎实 对数学建模有浓厚兴趣 踏实严谨姚震洲计算机软件有一定研究，善于利用软件解决问题 擅长文书撰写 应变能力和创新精神王腾蛟团队团队介绍绍对生物信息学知识有浓厚兴趣 数学基础扎实 博览群书 理论分析能力强陈博文数学系09级西南二楼 541寝室同济济大学数学系国家大学生创新性实验项目 基因序列分析的数学模型和聚类算法研究1. 背景及概述2. 团队 介绍3. 项目 方案4. 创新与特色5. 预期 成果6. 进程 安排项目方案同济济大学数学系项目方案同济济大学数学系蛋白质基因研究蛋白质性质 的方法生物学实验基因序列分析转 录 翻 译对 应 于v序列分析的方法 建立数学模型项目方案同济济大学数学系碱基对序 列数学语言蛋白质的 性质v已有算法的缺陷研究极小片的基因，不适应强大的基因库的分析 在复杂的基因团分析时不够准确项目方案同济济大学数学系v聚类算法四步骤：确定聚类分析的观察数据（类比点的坐标，把蛋 白质如点般固定） 度量指标（类比距离，蛋白质间的联系） 度量指标的选取（类比内积，结合具体聚类分析 ） 选取聚类中心和临界范围，找出聚类项目方案v聚类算法效果图项目方案同济济大学数学系v马尔可夫聚类算法马尔可夫矩阵项目方案同济济大学数学系目同济济大学数学系同济济大学数学系国家大学生创新性实验项目 基因序列分析的数学模型和聚类算法研究1. 背景及概述2. 团队 介绍3. 项目 方案4. 创新与特色5. 预期 成果6. 进程 安排创新与特色同济济大学数学系Markov聚类算法运用数学模型（图论）理论研究与实际相结合将蛋白质性质预测用可计算的数学语言刻画同济济大学数学系国家大学生创新性实验项目 基因序列分析的数学模型和聚类算法研究1. 背景及概述2. 团队 介绍3. 项目 方案4. 创新与特色5. 预期 成果6. 进程 安排预期成果同济济大学数学系模型 建立基因序列分析的数学模型算法 作出相关算法程序并起到一定的运用效果模拟 选取常见的疾病相关基因序列进行模拟实验 得出一些初步结论，为医学治疗提供一定的参考论文 撰写相关论文 争取在权威期刊上发表同济济大学数学系国家大学生创新性实验项目 基因序列分析的数学模型和聚类算法研究1. 背景及概述2. 团队 介绍3. 项目 方案4. 创新与特色5. 预期 成果6. 进程 安排进程安排同济济大学数学系第一阶段（2010.92011.3）研究计划如下：2010.9 王腾蛟同学关于生物信息学领域基本概念 以及常用研究手段的介绍2010.11 姚震洲同学关于马尔科夫链随机游走过 程的数学模型及其在序列分析领域应用的主题报告2011.1 陈博文同学关于基因序列数据库以及现有 蛋白质类聚的分类标准的介绍进程安排同济济大学数学系第二阶段（2011.42011.12）研究计划如下：2011.4 建立马尔可夫随机游走过程的数学模型，模拟并设 计算法，面向更真实的蛋白质序列，分析和预测蛋白质序列的 性质。王腾蛟、姚震洲同学关于该工作的主题报告2011.6 分析算法模型中不同长度和结构的蛋白质序列对预 测效果的影响，陈博文同学关于该问题的主题报告2011.7 将我们的算法与已有的成熟算法进行对比，并作想 过模拟测试，发现不足进行弥补，及时完善算法和模型。陈博 文同学关于该工作的相关主题报告进程安排同济济大学数学系第三阶段（2012.12012.6）研究计划如下：2012.3 整理已得到的数据，运用相关分析软件和数据库 进行深入分析。王腾蛟同学做相关主题报告开一个研究总结讨论会听取更多意见，进一步完善算法模 型。王腾蛟负责会议进程并作总结报告2012.5 结合肥胖糖尿病等现有疾病，找出并分析致病的 蛋白质所具有的性质，并对此类疾病的治疗提供相关建议 。陈博文同学关于该工作的相关报告进程安排同济济大学数学系第四阶段（2012.72012.9）研究计划 如下：2012.7 运用我们的数学专业背景，进一 步论证建立的模型在理论上的优缺点，并 给出数学证明。姚震洲同学做相关报告2012.89 总结前面所做工作，形成论文 。Thank You!同济大学数学系