Komplexiteten i biologiska system ger en stor mångfald av relationer mellan gener. Den aktuella analysen av hela genomuttrycksdata fokuserar på relationer baserade på global korrelation över en hel tid kurs, identifiera kluster av gener vars uttrycksnivåer samtidigt stiger och faller. Det finns naturligtvis andra potentiella samband mellan gener, som missas av en sådan global klusterbildning. Dessa inkluderar aktivering, där man förväntar sig en tidsfördröjning mellan relaterade uttryck profiler, och hämning, där man förväntar sig en inverterad relation. Här föreslår vi en ny metod, som vi kallar lokal klusterbildning, för att identifiera dessa tidsfördröjda och inverterade relationer. Det är relaterat till konventionell genuttryck kluster på ett sätt som är jämförbart med det sätt lokala sekvens anpassning ( Smith-Waterman algoritmen) är härledd från global anpassning (Nedleman-Wunsch). En integrerad del av vår metod är användningen av slumpmässiga poängfördelningar för att bedöma varje klusters statistiska signifikans. Vi tillämpade vår metod på jästcell-cykel uttrycket dataset och kunde upptäcka ett betydande antal ytterligare biologiska samband mellan gener, utöver dem som härrör från konventionell korrelation. Vi relaterade dessa nya relationer mellan gener till deras likhet i funktion (enligt MIPS-schemat) eller att de hade kända protein-proteininteraktioner (som bestämdes från det storskaliga tvåhybridexperimentet); vi fann att gener som var starkt relaterade till lokala kluster var betydligt mer benägna än slumpmässiga att ha en känd interaktion eller en liknande cellroll. Detta tyder på att lokal klusterbildning kan vara användbart i funktionell annotering av okaraktäriserade gener. Vi undersökte många av de nya relationerna i detalj. Några av dem var redan väldokumenterade exempel på hämning eller aktivering, som ger bekräftelse på våra resultat. Till exempel fann vi ett inverterat uttryck profilförhållande mellan generna YME1 och YNT20, där det senare har dokumenterats experimentellt som en bypasssuppressor av det förra. Vi hittade också nya relationer med okaraktäriserade jästgener och kunde föreslå funktioner för många av dem. I synnerhet fann vi ett tidsfördröjt uttrycksförhållande mellan J0544 (som ännu inte har karakteriserats funktionellt) och fyra gener associerade med mitokondrierna. Detta tyder på att J0544 kan vara involverad i kontrollen eller aktiveringen av mitokondriella gener. Vi har också tittat på andra, mindre omfattande dataset än jästcellscykeln och funnit ytterligare intressanta relationer. Vårt klusterprogram och en detaljerad webbplats med klusterresultat finns på bioinfo.mbb.yale.edu/expression/cluster eller genecensus.org/expression/cluster.
REF tog upp problemet med att identifiera lokala likheter i genuttrycksdata med hjälp av en metod som baseras på Smith-Waterman-algoritmen för (lokal) sekvensanpassning.
Beyond synexpression relationships: local clustering of time-shifted and inverted gene expression profiles identifies new, biologically relevant interactions
{'venue': 'Journal of Molecular Biology', 'journal': None, 'mag_field_of_study': ['Biology', 'Medicine']}