2019年度高等學??茖W研究優秀成果獎(科學技術) 推薦項目公示


一、項目名稱

microRNA 結構與功能的智能預測方法

二、推薦單位(專家)

北京建筑大學

三、項目簡介

miRNA 是一類重要的小分子,可以調控基因的表達,與多種癌癥相關,有望成為癌癥制藥新靶點。相關成果獲得了2006 年的諾貝爾獎,引發了以計算機算法與軟件為主要特征的生物信息學研究熱潮浙江36选7走势图。我們在miRNA 的生物信息學分析方面做了一系列基礎性的重要工作,包括miRNA 的識別浙江36选7走势图、miRNA 的靶標預測浙江36选7走势图、以及miRNA 與疾病的關聯分析,突破了多項計算預測瓶頸浙江36选7走势图。這些計算分析工作為miRNA 的功能研究和應用起了奠基作用。

1.識別新miRNA 的難度是隨著研究深入而增加的。目前挖掘miRNA 的方法存在假陽性高、無法跨物種應用的缺點浙江36选7走势图。本項目發現是由于反例選取的質量不高導致預測模型泛化能力差,盡管在benchmark 數據中取得了較好的效果,但是應用于真實數據時假陽性高,導致后期生物實驗確認時花銷大。因此,團隊提出了循環優化反例的方法,配合開發了新的miRNA 挖掘軟件mirnaDetect。

2.MicroRNA 的靶標識別存在預測精度差浙江36选7走势图、訓練數據不平衡的特點。針對該問題,申請人團隊首次引入了深度學習方法對miRNA 的靶標進行預測,其中使用的卷積神經網絡和分割訓練集的策略提高了預測精度。

3.關于疾病miRNA 的預測,目前主要有兩種思路,一種是對比正常組織和患病組織的表達差異浙江36选7走势图,另一種是根據已有文獻報道、疾病之間的相似性和miRNA 之間的相似性,利用網絡傳遞進行推斷。申請團隊首先綜合了兩種方法,討論了表達差異中統計檢驗方法的選擇。對于網絡推斷的方法,申請人還分別提出了融合長非編碼RNA 信息和隨機游走策略,可以提高miRNA 與疾病關系預測的準確率。

4.RNA 結構分析方面,給出了表征莖區位置的RNA 二級結構表示方法;提出了植物miRNA前體分類和成熟體位置預測算法,結合miRNA 生源論,提取更多的序列和結構特征,解決了正反例樣本不平衡問題,能夠為生物學家發現新miRNA 提供高可靠的候選浙江36选7走势图。

5.在進化關系分析方面,提出了迭代多對物種的進化樹構建算法,速度較快浙江36选7走势图;在進化網絡研究方面,在多項式時間內,定義了擴充空間的度量浙江36选7走势图浙江36选7走势图;提出的進化網絡構建算法降低了網絡對數據輸入順序的敏感性浙江36选7走势图。

依據本項目的方法學研究,后期合作者在大豆浙江36选7走势图、家蠶、甲藻等生物中發現了多條新的miRNA 基因,相關成果被Nature 子刊引用。

 


四浙江36选7走势图、代表性論文專著目錄

序號

論文、專著

名稱/刊名/作者

影響因子

年卷頁碼

():頁碼

發表年月

通訊作者/第一作者

SCI他引次數

他引總次數

是否國內完成

1

Improved and Promising Identification of Human MicroRNAs by Incorporating a High-quality Negative Set.IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics. Leyi Wei, Minghong Liao, Yue Gao, Rongrong Ji, Zengyou He, Quan Zou

2.428

2014, 11:192-201

2014-01

何增有,鄒權/魏樂義

101


2

Survey of MapReduce Frame Operation in Bioinformatics.Briefings in Bioinformatics. Quan Zou, Xubin Li, Wenrui Jiang, Ziyu Lin, Guilin Li, Ke Chen

6.302

2014,15: 637-647

2014-04

鄒權/鄒權

113


3

Simple sequence-based kernels do not predict protein-protein interactions. Bioinformatics. Jiantao Yu, Maozu Guo,Needham, C. J., Yangchao Huang, Lu Cai,Westhead, D. R.

5.481

2010, 26: 2610-2614

2010-09

郭茂祖,David R. Westhead /于建濤

63


4

PlantMiRNAPred: efficient classification of real and pseudo plant pre-miRNAs. Bioinformatics. Ping Xuan,Maozu Guo,Xiaoyan Liu,Yangchao Huang,Wenbin Li, Yufei Huang

5.481

2011, 27: 1368-1376

2011-05

郭茂祖,黃宇飛/玄萍

47


5

HAlign: Fast multiple similar DNA/RNA sequence alignment based on the centre star strategy. Bioinformatics. Quan Zou, Qinghua Hu,Maozu Guo, Guohua Wang.

5.481

2015, 31: 2475-2481

2015-08

鄒權,汪國華/鄒權

77


6

Measuring gene functional similarity based on group-wise comparison of GO terms. Bioinformatics. Zhixia Teng, Maozu Guo, Xiaoyan Liu, Qiguo Dai, Chunyun Wang, Ping Xuan

5.481

2013, 29: 1424-1432

2013-06

郭茂祖/滕志霞

48


7

Inferring the soybean (Glycine max) microRNA functional network based on target gene network. Bioinformatics. Yungang Xu, MaozuGuo,Xiaoyan Liu, Chunyu Wang, Yang Liu

5.481

2014, 30: 94-103

2014-01

郭茂祖/徐云剛

20


8

Cross-Platform Identification of Anonymous Identical Users in Multiple Social Media Networks. IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering. Xiaoping Zhou, Xun Liang, Haiyan Zhang, Yuefeng Ma

2.775

2016,28:411-424

2016-02

周小平,梁循,張海燕,馬躍峰/周小平

25



五、主要完成人情況表

姓名

排名

技術職稱

工作單位

完成單位

對項目技術創造性貢獻

曾獲科技獎勵情況

郭茂祖

1

教授

北京建筑大學

北京建筑大學

領導本項目的整體完成浙江36选7走势图,是代表作3,4,6,7 的通訊作者,是代表作5 的主要作者

鄒權

2

教授

電子科技大學

北京建筑大學

microRNA 的數據收集浙江36选7走势图、生物解釋做出了貢獻浙江36选7走势图,是代表作1浙江36选7走势图,2,5 的通訊作者

周小平

3

教授

北京建筑大學

北京建筑大學

為本項目的大數據和人工智能算法做出貢獻,是代表作8 的第一作者

王春宇

4

教授

哈爾濱工業大學

哈爾濱工業大學

對本項目的系統實現和開發做出了貢獻。是代表作6 7 的作者

劉揚

5

副教授

哈爾濱工業大學

哈爾濱工業大學

對本項目中提出的機器學習和智能算法做出了貢獻,是代表作7 的作

汪國華

6

教授

哈爾濱工業大學

哈爾濱工業大學

對本項目中microRNA 的功能解析提供了建議,是代表作5 的通訊作者


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