耳聋基因的计算预测研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:vovo10
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
突发性聋是耳鼻咽喉科的一种常见病、多发病,是危害听力较为常见的耳科急症。多项研究表明,突发性聋与遗传性耳聋基因的突变密切相关。目前主要靠生物学方法来识别耳聋基因,但这类方法成本高、耗时、耗力,在医疗诊断中可能使病人错失治疗的最佳时间。如何快速准确的识别耳聋基因及其致聋突变区域,对耳聋诊断与治疗具有重要的意义。近些年,计算方法在预测癌症等致病基因方面得到很好的应用,但在耳聋基因预测方面还未出现计算的方法。因此,为了帮助实现耳聋的早期诊断,本课题以耳聋基因作为研究对象,提取其基于序列的特征,并通过机器学习算法构建模型来预测新的耳聋基因及其致聋突变区域。本文采用了支持向量机(Support Vector machine,SVM)和BP神经网络(Back Propagation neural network,BPNN)两种分类算法。但单个分类算法存在一定的缺陷,为了使分类性能更优本文将两种分类算法集成为一种混合分类器(BPNNSVM)。为了验证该混合分类器的分类性能,本文设计并完成了两类实验:(一)使用该混合分类器预测耳聋基因。在此实验中首先计算了53维基于耳聋基因编码基因序列和蛋白质序列的特征;然后将特征集按照6:2:2的比例划分为训练集、验证集和测试集,并利用它们构建BPNN-SVM混合分类器模型,最后根据分类结果来评估模型性能。实验结果为:待预测数据集一,62个已知标签的基因中有6个基因被预测为耳聋基因;待预测数据集二,3个已知标签基因都被预测为耳聋基因;待预测数据集三,18331个未知基因被模型预测排序前20的耳聋基因里有2个基因被证实为耳聋基因。结果表明,基于序列特征的BPNN-SVM混合分类器模型对从未知基因中识别出新的耳聋基因是有价值的。(二)研究使用该混合分类器预测耳聋基因致聋突变区域。实验一的目的是从未知基因中预测新的耳聋基因,而耳聋基因诊断需要识别出耳聋基因的致聋突变位点。限于目前数据资源和分析模型的限制,我们还不能利用计算方法来识别突变位点。实验以编码基因序列为分析对象,计算了密码子偏性特征、Hurst指数,又引入基于信息论的特征,一共获得了41维特征。模型的构建过程和评估方法与实验一相似。实验中,我们构建了1个待预测数据集验证BPNN-SVM混合分类器模型的性能。结果显示预测出的排序前20的突变区域中有1个区域被证实包含致聋突变位点。表明基于序列特征的BPNN-SVM混合分类器对耳聋基因致聋突变区域的识别可以提供有意义的辅助信息,具有在实际中进一步应用的潜力。
其他文献
新能源发电具有强波动性、弱可控性等特点。随着新能源渗透率的不断攀升,电力系统的供需平衡特性将受到显著影响。电价作为引导市场资源优化配置的经济信号,需要反映电力系统的实时功率平衡特性。然而,当前市场采用以出清时刻的新能源出力水平代表出清时段内时变的情况,所得节点电价仅能反映调度时刻点的供需平衡特性,不能捕捉到调度时段内新能源波动引起的系统真实运行成本变化。因此,本文开展了考虑新能源波动特性的电力市场
学位
为某型燃气轮机陆基试验台进气系统设计了一种由5个节流板组成的进气阻力模拟装置,用于模拟燃气轮机实船状态下的进气阻力。采用CFD数值模拟方法,分析该装置阻力模拟装置节流板不同偏转角度对燃气轮机进口空气流场及总压损失的影响,通过试验验证了数值模拟结果的准确性。数值结果表明:节流板顺时针持续偏转,下流底部回流区域逐渐扩大,下游主流流速分布较均匀,有利于燃气轮机运行;同时节流板偏转使得燃气轮机进口截面顶部
期刊
非对称六相永磁同步电机,即两套绕组空间上相移30 o的双三相永磁同步电机(Dual Three Phase-Permanent Magnet Synchronous Motor,DTP-PMSM),具有较高的效率和容错能力、较小的转矩脉动等优点,在水上推进、大功率电磁设备领域相比于传统三相电机具有更大的优势。本文通过理论分析、仿真分析和实验等手段,对DTP-PMSM的无传感器控制策略展开研究。首先
学位
在第五代移动通信系统(the Fifth Generation Mobile Communication System,5G)所包含的技术中,大规模多入多出(Multi-Input Multi-Output,MIMO)是其中一项至关重要的技术,它能够大大改善通信系统的传输性能。然而,在应用大规模MIMO技术时,除了关注到它所带来的优点,还要解决它所带来的技术挑战。在这些挑战中,信号检测是一个亟需技
学位
土壤水分是农作物赖以生存的必要条件之一,对土壤水分含量检测能评估农作物干旱和湿润程度,进而合理利用水资源,保障农业生产可持续发展;另一方面,土壤水分含量也能评估农作物吸收肥料的程度,对其测量能合理施肥,保障农作物有效生长。因此,土壤水分准确测量对农业生产向“精细农业”过渡具有重大意义。目前,现有磁共振土壤水分测量仪重量太重、体积太大,不利于农业现场方便、快捷的测量。本文以小型、便捷为目标,设计了一
学位
动态无功优化在维持电压稳定,降低网损和减少离散设备日动作次数上有着非常大的作用。多时段、大规模、强耦合、非线性且含有整数变量的数学特征使得传统动态无功优化模型的高效求解是一个难题。随着间歇负荷和分布式电源越来越多的接入电网,给电网的无功控制带来了极大挑战。如何应对源荷波动性给无功控制带来的挑战,实现有载调压变压器和可投切电容器正确决策,以此来保证电网经济安全运行是研究重点。针对以上问题,本文做了如
学位
近年来,智能城市发展已成为合理利用资源,保护环境和改善社会福祉的首要关注点,能源管理是智能城市发展方案的重要组成部分,有必要对建筑内能源消耗进行管理和监测。非侵入式负载监测技术仅利用单个智能电表就能监测建筑物中的各电力设备的运行状态和能耗信息,降低了侵入式负荷监测的成本。在此背景下,本文从负荷分解任务的输入信号和分解模型两个方面展开了深入研究,对非侵入式负荷分解系统进行了的改进,具体工作如下:(1
学位
在国内有超过4亿的慢性眼病患者,而临床医师人数远远不足,社区也缺乏自动筛查的设备,导致越来越多的早期患者无法通过视网膜筛查确诊。现如今深度学习凭借着大样本、高精度在各个领域均有所建树,但在因为医学领域中患者样本虽然多、但人工标注难度高、花费大,导致带标签样本难以获取。同时由于健康人的样本数据获取容易,各种重症样本难以获取且形态各异,视网膜血管分割的公开数据集大多存在健康人样本与患者样本不平衡的问题
学位
电抗器作为电力系统的重要组成部件,兼具无功补偿,滤波,限流等多重功能,其健康稳定的工作状态是电力系统安全,可靠运行的前提条件。近年来,因电抗器故障引发的电力事故日见频繁,而电力系统中最常见的电抗器类型就是空心电抗器。为了提高电力系统的稳定性与可靠性,高效,可行的电抗器状态在线监测技术是需要重点攻克的科学问题。目前,针对电抗器状态的检测手段有很多,最常用的方法是高频脉冲振荡法:通过向待测电抗器馈入特
学位
微波无线能量传输(Microwave Wireless Power Transmission,MWPT)技术作为远距离、大功率、高效率无线传能的关键技术,也是实现战场供能、孤岛供能、无人机群续航、无线传感器供能等多种特殊场景供能的重要手段。在MWPT系统中,整流电路正是实现微波到直流转换的关键环节。然而实际应用中接收天线所接收到的功率分布是不均匀的,因此不同区域对后级整流电路的需求也不同。此外,负
学位