چارچوب PRAF برای هم‌ترازی سراسری دو شبکه برهم‌کنش پروتئین- پروتئین

نویسندگان

گروه علوم کامپیوتر، دانشکده ریاضی و علوم کامپیوتر، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده
به مجموعه ‌ای از ماکرومولکول‌‌ها که در سلول با یکدیگر دارای تعامل هستند و عمل زیستی خاصی را انجام می‌‌دهند، شبکه زیستی گفته می‌‌شود. ناهنجاری تنها در یک مولکول اتفاق نمی‌افتد بلکه شبکه زیستی مربوط به آن را نیز درگیر می‌کند. برای شناسایی صحیح و جامع عوامل درگیر در یک بیماری باید از مقایسه بین شبکه‌‌های زیستی استفاده نمود. در این راستا، مسایل هم‌ترازی محلی و سراسری شبکه‌‌‌های برهم‌کنش پروتئین- پروتئین تعریف شد. با توجه به NP- کامل‌بودن مساله هم‌ترازی سراسری، الگوریتم‌‌‌های غیرقطعی مختلفی برای حل این مساله ارایه شده است. الگوریتم NetAl در این سال‌های اخیر به‌عنوان یک روش کارآمد برای حل این مساله شناخته شده است. گرچه این الگوریتم توانایی هم‌ترازی دو شبکه را با سرعت مناسبی دارد ولی ویژگی‌های زیستی را برای این منظور در نظر نمی‌گیرد. در این کار قصد داریم یک چارچوب جدید برای مساله هم‌ترازی سراسری شبکه‌های پروتئین- پروتئین به نام PRAF ارایه دهیم که با استفاده از این الگوریتم، نرم‌افزار BINGO و مفهوم هستی‌شناسی ژن، موجب بهبود نتایج الگوریتم‌ NetAl شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Rivas DL, Fontanillo C. Protein-protein interactions essentials: Key concepts to building and analyzing interactome networks. PLoS Computat Biol. 2010;6(6):e1000807. [Link] [DOI:10.1371/journal.pcbi.1000807]
Young KH. Yeast two-hybrid: so many interactions, (in) so little time. Biol Reprod. 1998;58(2):302-11. [Link] [DOI:10.1095/biolreprod58.2.302]
Aebersold R, Mann M. Mass spectrometry-based proteomics. Nature. 2003;422:198-207. [Link] [DOI:10.1038/nature01511]
Lathrop RH. The protein threading problem with sequence amino acid interaction preferences is NP-complete. Protein Eng. 1994;7(9):1059-68. [Link] [DOI:10.1093/protein/7.9.1059]
Micale G, Pulvirenti A, Giugno R, Ferro A. GASOLINE: a Greedy and Stochastic algorithm for Optimal Local multiple alignment of Interaction Networks. Plos One. 2014;9(6):e98750. [Link] [DOI:10.1371/journal.pone.0098750]
Singh R, Xu J., Berger B. Global alignment of multiple protein interaction networks with application to functional orthology detection. PNAS. 2008;105(35);12763-12768. [Link] [DOI:10.1073/pnas.0806627105]
Yang J, Li J, Grunewald S, Wan XF. BinAligner: A heuristic method to align biological networks. BMC Bioinformatics. 2013;14(Suppl 14):S8. [Link] [DOI:10.1186/1471-2105-14-S14-S8]
Neyshabur B, Khadem A, Hashemifar S, Arab S. NETAL: A new graph-based method for global alignment of protein-protein interaction networks. Bioinformatics. 2013;29(13):1654-62. [Link] [DOI:10.1093/bioinformatics/btt202]
Morris JH, Apeltsin L, Newman AM, Baumbach J, Wittkop T, Su G et al. Clustermaker: A multi-algorithm clustering plugin for Cytoscape. BMC Bioinformatics. 2011;12:436. [Link] [DOI:10.1186/1471-2105-12-436]
Nepusz T, Yu H, Paccanaro A. Detecting overlapping protein complexes in protein-protein interaction networks. Nat Methods. 2012;9:471-2. [Link] [DOI:10.1038/nmeth.1938]
Li M, Tang Y, Li D, Wu F, Wang J. CytoCluster: A cytoscape plugin for cluster analysis and visualization of biological networks. Int J Mol Sci. 2017;18(9):E1880. [Link] [DOI:10.3390/ijms18091880]
Maere S, Heymans K, Kuiper M. BiNGO: A Cytoscape plugin to assess overrepresentation of gene ontology categories in biological networks. Bioinformatics. 2005;21(16):3448-9. [Link] [DOI:10.1093/bioinformatics/bti551]
Proulx SR, Promislow DE, Phillips PC. Network thinking in ecology and evolution. Trends Ecol Evol. 2005;20(6):345-53. [Link] [DOI:10.1016/j.tree.2005.04.004]
Xenarios I, Rice WD, Salwinski L, Baron MK, Marcotte EM, Eisenberg D. DIP: The database of interacting proteins. Nucleic Acids Res. 2000;28(1):289-91. [Link] [DOI:10.1093/nar/28.1.289]
Liao CS, Lu K, Baym M, Singh R, Berger B. IsoRankN: Spectral methods for global alignment of multiple protein networks. Bioinformatics. 2009;25(12:i253-i258. [Link] [DOI:10.1093/bioinformatics/btp203]
Sahraeian M, Yoon BJ. SMETANA: Accurate and scalable algorithm for probabilistic alignment of large-scale biological networks. PloS One. 2015;8(7):e67995. [Link] [DOI:10.1371/journal.pone.0067995]
Jeong H, Yoon B. Accurate multiple network alignment through context-sensitive random walk. BMC Sys Biol. 2015;9(Suppl 1):S7. [Link] [DOI:10.1186/1752-0509-9-S1-S7]
Alkan F, Erten C. BEAMS: Backbone extraction and merge strategy for the global many-to-many alignment of multiple PPI networks. Bioinformatics. 2014;30(4):531-9. [Link] [DOI:10.1093/bioinformatics/btt713]
Dohrmann J, Puchin J, Singh R. Global multiple protein-protein interaction network alignment by combining pairwise network alignments. BMC Bioinformatics. 2015;16(Suppl 13):S11. [Link] [DOI:10.1186/1471-2105-16-S13-S11]