[发明专利]基于最短路径从全局蛋白互作网络提取子网络方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于生物信息学领域,特别是涉及到一种从全局蛋白互作网络中基于最短路径提取子网络的方法以及系统。

背景技术

全局蛋白互作网络作为生物信息学的重要结构描述，直接反映生物机体功能。而在实际研究中常常需要针对某一个功能进行深入的研究，如免疫功能、信号传导通路等，这就需要在全局蛋白互作网络中选取与目标功能相关的子网络进行进一步的研究，即在全局蛋白互作网络中根据研究目的选取感兴趣的目标节点，并对这些节点构成的子网络进行深入研究。

现有技术手段在得到目标节点之间的关联路径时通常是直接将全局蛋白互作网络中所有与目标节点相关的路径都提取出来构成子网络，如cytoscape软件自带的子网络提取功能。然而从生物学的角度来说，越短的信息传递路径越高效，也越符合生物进化的过程，即生物总是向着最有益于自身生存的方向进化。因此如何构建更合理可信的目标节点的子网络，成为需要解决的主要问题。

发明内容

本发明要解决的问题是提出一种方法，在全局蛋白互作网络中找到目标节点间任意两点间最短路径所涉及到的节点，并利用这些节点形成子网络。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：一种基于最短路径从全局蛋白互作网络中提取子网络的方法，包括：将目标节点两两配对并提取最短路径，将最短路径拆分得到所有蛋白互作对，通过蛋白互作对数据得到可视化的子网络。

进一步的，所述目标节点的提取方法为：从全局蛋白互作网络中任意选取感兴趣的目标节点，目标节点的数量不超过全局蛋白互作网络中节点总数。

进一步的，所述最短路径的提取方法为：

(1)对选取的所有目标节点进行两两配对，按照排列组合方法得到所有配对的组合；

(2)将每一种组合中涉及的两个蛋白分别作为起点和终点，计算两点之间的最短路径；

(3)每种组合中所有的最短路径全部提取。

进一步的，所述最短路径拆分的具体方法为：提取出的所有最短路径都拆分成蛋白两两互作的蛋白互作对，拆分后将不同最短路径中得到的重复蛋白互作对删除，即得到构成蛋白互作子网络的所有蛋白互作对。

进一步的，所述可视化子网络的得到方法为：将得到的蛋白互作对数据输入cytoscape软件，得到可视化的子网络图。

本发明还提供了一种基于最短路径从全局蛋白互作网络中提取子网络的系统，包括：

最短路径提取模块，用于将目标节点两两配对并提取最短路径；

最短路径拆分模块，用于将最短路径拆分得到所有蛋白互作对；

子网络模块：用于通过蛋白互作对数据得到可视化的子网络。

进一步的，还包括目标节点选取模块，用于从全局蛋白互作网络中任意选取感兴趣的目标节点，目标节点的数量不超过全局蛋白互作网络中节点总数。

进一步的，所述最短路径提取模块包括：

配对单元，用于对选取的所有目标节点进行两两配对，按照排列组合方法得到所有配对的组合；

计算单元，用于将每一种组合中涉及的两个蛋白分别作为起点和终点，计算两点之间的最短路径；

提取单元，用于将每种组合中所有的最短路径全部提取。

进一步的，所述最短路径拆分模块包括：

拆分单元，用于将提取出的所有最短路径都拆分成蛋白两两互作的蛋白互作对；

删除单元，用于拆分后将不同最短路径中得到的重复蛋白互作对删除。

进一步的，所述子网络模块包括：

cytoscape软件单元，用于将得到的蛋白互作对数据输入cytoscape软件，得到可视化的子网络图。

本发明提出的基于最短路径从全局蛋白互作网络中提取子网络的方法及系统，与现有技术相比，有益效果为：

(1)通过本发明，能够使全局蛋白互作网络中不存在直接相互作用的蛋白找到其相互连通的最短路径，并利用最短路径所涉及到的节点形成子网络；

(2)本发明方法简单，快捷，易于理解和操作。

(3)本方法通过提取最短路径的方法，得到更接近生物体内真实信息传递过程的蛋白互作路径，再通过最短路径的拆分和可视化，得到与目标功能更加相符合的子网络，与现有技术相比，本方法更加符合生物进化理论，得到的子网络更加合理可信，更具有生物学意义。

附图说明

图1是本发明的流程示意图；

图2是本发明的最短路径选取示意图；

图3是本发明实施例的wnt信号通路免疫子网络图。

具体实施方式