图理论和算法研究及其在生物信息学中的应用

批准号:
11631014
项目类别:
重点项目
资助金额:
230.0 万元
负责人:
闫桂英
依托单位:
学科分类:
A0409.图论及其应用
结题年份:
2021
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
吴凌云、吴建良、王光辉、刘雪婷、陈兴、唐与聪、张成芝、孙端辰、曲存全
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中文摘要
面对海量的生物医学数据,多方位和系统地揭示复杂疾病的发生发展机制、开展新的药物研发成为人们关注的焦点。本项目基于图理论这一强有力工具,针对生物信息学中的几个重要问题,如:生物分子网络的图理论基础、基于全局观点的生物差异网络分析模型与算法、基于图模型和算法的脑疾病研究、药物靶点及增效组合药物预测等,展开研究。项目既重视实际问题驱动的基础理论与算法研究,也重视基础理论在生物信息学中的应用。.本项目通过收集整合相关多类型数据,构建图理论模型和设计算法,将深入刻画生物分子网络的拓扑性质,建立生物差异网络分析方法,并针对具体复杂疾病,预测相关生物分子标记物、新的药物靶点和增效药物组合,进行生物医学验证,开发相应的数据库和应用软件,并推广应用于实际。本项目将对揭示复杂疾病的发生发展机制、发现生物分子标记物、开展新的药物设计等提供重要的理论基础和应用支撑,同时也促进图理论和算法基础的研究。
英文摘要
Under the background of large amount of raw data in the field of biomedical sciences, revealing the development mechanism of complex diseases and developing new drugs in an all-round and systematic manner become the focus of the world. Based on graph theory---a powerful tool, this project mainly focuses on such important problems in the field of bioinformatics as graph theoretical basis of bimolecular network, differential network analysis model and algorithm in a global view, brain diseases research based on graph model and algorithm, prediction for drug-target interactions and synergistic drug combinations. It not only pays attention to basical theory and algorithms driven by actual problems, but also emphasizes their applications in bioinformatics. . By collecting and integrating multi data on biomedicine and constructing graph models and algorithms, this project will characterize topological properties of bimolecular network, set up the analytical method of differential network, predict the related biomarkers, new drug targets and synergistic drug combinations, validate the theoretical result by experiments and design the software on so as to apply to the reality. Both in theoretical and applicable significance, this project will support revealing the mechanism of complex diseases, finding biomarker and designing new drugs, at the same time, promoting the research on graph theory and algorithms.
图模型直观而又简洁地对复杂数据和关系进行了很好的模型化表示,成为研究多领域问题的强有力的工具。本项目基于图理论模型和算法,在生物分子网络的图理论基础、生物差异网络分析模型与算法、脑疾病研究的网络模型刻画、药物靶点及增效组合药物预测等方面的研究方面取得了一些重要进展。 . 本项目通过研究图相关理论,通过收集整合相关多类型数据,构建图模型和设计算法,刻画了生物分子网络的拓扑性质,建立了基于基因重要性的差异网络推断方法和基于随机游走的网络去噪算法;并针对具体复杂疾病,研究了微生物、MiRNA等与人类疾病的关系,预测相关生物分子标记物; 关于药物靶点和增效药物组合的预测,研究了基于Graphlet作用的miRNA与小分子的关联等,研究了基于通路相互作用的心脏病增效组合药物预测;针对脑部疾病,我们提出了新的预测指标,给出了与阿尔茨海默症相关的脑区预测,还利用数学模型的有序逻辑回归对脑白质病变的相关因素进行了分析。我们还开展了一些生物问题的数学方法研究,我们提出的基于平滑样条的图神经网络方法可以用于分类问题。这些将对对生物信息学的一些问题的提供重要的理论基础和应用支撑,同时也促进图理论和算法基础的研究。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Generalized acyclic edge colorings via entropy compression
通过熵压缩的广义非循环边缘着色
DOI:10.1007/s10878-017-0244-8
发表时间:2018-01
期刊:Journal of Combinatorial Optimization
影响因子:1
作者:Ding Laihao;Wang Guanghui;Wu Jianliang
通讯作者:Wu Jianliang
DOI:10.1016/j.disc.2018.08.028
发表时间:2018-09
期刊:Discrete Mathematics
影响因子:0.8
作者:Dai Tianjiao;Wang Guanghui;Yang Donglei;Yu Gexin
通讯作者:Yu Gexin
Adjacent vertex distinguishing total choosability of planar graphs with maximum degree at least 10
最大度至少为10的平面图的相邻顶点区分总可选择性
DOI:10.1007/s10878-018-00375-w
发表时间:2019-01
期刊:Journal of Combinatorial Optimization
影响因子:1
作者:Chang Yulin;Ouyang Qiancheng;Wang Guanghui
通讯作者:Wang Guanghui
DOI:10.1016/j.synbio.2018.10.002
发表时间:2019-02
期刊:SYNTHETIC AND SYSTEMS BIOTECHNOLOGY
影响因子:4.8
作者:Zhang Chengzhi;Yan Guiying
通讯作者:Yan Guiying
The edge colorings of K5-minor free graphs
K-5小自由图的边着色
DOI:10.1016/j.disc.2021.112360
发表时间:2021
期刊:Discrete Mathematics
影响因子:0.8
作者:Jieru Feng;Yuping Gao;Jianliang Wu
通讯作者:Jianliang Wu
图网络理论和算法及其在生物医学问题中的应用
- 批准号:12231018
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:235万元
- 批准年份:2022
- 负责人:闫桂英
- 依托单位:
复杂网络的对称性理论与算法及应用研究
- 批准号:12126371
- 项目类别:数学天元基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2021
- 负责人:闫桂英
- 依托单位:
数学科普研究及活动
- 批准号:11626027
- 项目类别:数学天元基金项目
- 资助金额:14.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:闫桂英
- 依托单位:
“数学研究的特色与资助”研讨会
- 批准号:11426004
- 项目类别:数学天元基金项目
- 资助金额:15.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:闫桂英
- 依托单位:
复杂疾病相关的非编码RNA识别模型及算法研究
- 批准号:11371355
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:闫桂英
- 依托单位:
协同药物研发中的关键数学问题
- 批准号:11326042
- 项目类别:数学天元基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:闫桂英
- 依托单位:
第四届图论组合及其应用国际研讨会
- 批准号:11126023
- 项目类别:数学天元基金项目
- 资助金额:5.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:闫桂英
- 依托单位:
信息科学与技术中的网络理论研究
- 批准号:60002001
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2000
- 负责人:闫桂英
- 依托单位:
国内基金
海外基金
