【摘 要】
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剪接位点、启动子等基因功能位点识别是真核生物基因注释的关键,发展高精度的基因功能位点预测方法意义重大。尽管现有功能位点预测结果已经达到了可以接受的水平,但其预测精度仍有进一步提升的空间,特别是基因组序列中虚假功能位点数量庞大,有关虚假功能位点细微预测精度的提升,都会影响绝对数量可观的虚假位点个数的预测结果。以权重矩阵法为代表的现有功能位点统计模型多以位点信号为基础,基于Weblogo对以功能位点为
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剪接位点、启动子等基因功能位点识别是真核生物基因注释的关键,发展高精度的基因功能位点预测方法意义重大。尽管现有功能位点预测结果已经达到了可以接受的水平,但其预测精度仍有进一步提升的空间,特别是基因组序列中虚假功能位点数量庞大,有关虚假功能位点细微预测精度的提升,都会影响绝对数量可观的虚假位点个数的预测结果。以权重矩阵法为代表的现有功能位点统计模型多以位点信号为基础,基于Weblogo对以功能位点为中心的正、负样本分别作信息含量图而不是正/负样本统一作图,且标准缺乏量化;因此,即使对相同数据集,不同研究者选取的保守碱基个数、位置也不尽相同。以功能位点为中心,左右窗口长度如何选择也是颇费斟酌的问题。本文以剪接位点、启动子识别为例,发展了新的基因功能位点识别方法:先采用卡平方独立性测验综合正负样本量化保守碱基个数与位置,后基于组分提取功能位点侧翼序列组分特征、基于统计差表提取强保守位点的位点特征,最后以支持向量分类进行识别。结果报道如下。剪接位点预测。基于人类剪接位点数据集HS3D和NN269,首先综合正负样本采用卡平方独立性测验量化确定窗口长度以及保守碱基个数、位置,然后提取序列多尺度组分特征以及保守位点统计差表特征,构建支持向量机分类器,HS3D数据集供、受体位点十折交叉测试精度Mcc分别为0.922、0.887,NN269数据集供、受体位点独立测试精度auROC分别为98.93、98.81,以上结果明显优于现有文献报道的结果,实现了剪接位点的高精度预测。启动子识别。以真核生物Pol Ⅱ启动子序列数据集EPD为正样本、内含子/外显子数据集EID为负样本,以转录起始位点为中心位点,经卡平方独立性测验量化转录起始位点上下游保守碱基个数及位置,提取保守区域碱基组分与位点特征,构建支持向量机分类器,其独立测试精度Mcc为0.832,较现有启动子预测工具有较大幅度提高,实现了启动子的高精度识别。基于序列组分与位点特征的功能位点识别方法有望推广应用于其他功能位点识别,整体提升真核生物基因注释精度。
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