ایجاد درخت ژنی با استفاده از واگرایی کولبک-لیبلر روی ژن‌های موثر بر تولید شیر در گاو شیری

Abstract

نظریه­ اطلاعات، شاخه­ای از ریاضیات است که با مهندسی ارتباطات، زیست­شناسی و پزشکی هم­پوشانی دارد. هدف از بررسی حاضر ارائه روشی جهت خوشه­بندی تعدادی از ژن­های موثر روی تولید شیر در گاو شیری با استفاده از الگوریتمی متکی بر واگرایی کولبک­­ -­ لیبلر بود. در این پژوهش بعد از استخراج توالی DNA ژن‌ و اگزون‌های موثر بر تولید شیر در گاو شیری، فراسنجه آنتروپی در مراتب یک تا چهار برای هر ژن و اگزون‌های هر ژن محاسبه شد. جهت استخراج فاصله میان ژن‌ها از یکدیگر، از واگرایی کولبک - لیبلر در سه روش مختلف استفاده شد. روش‌های اول و دوم مبتنی بر همترازی ولی روش سوم غیر مبتنی بر همترازی و بر پایه آنتروپی نسبی ژن‌ها بود. نتایج هر سه روش واگرایی کولبک - لیبلر روی توالی DNA ژن‌ها و اگزون‌ها با استفاده از هفت روش معمولSingle ،Complete ،Average ،Weighted ، Centroid، Medianو KMeansخوشه‌بندی شدند. تجمیع نتایج هر خوشه‌بندی که با الگوریتم AdaBoost انجام شد، و خود نوعی درخت ژنی را تداعی کرد، نشان داد که روش سوم، خوشه‌بندی معقولی را از نظر زیستی برای مجموعه‌ای از ژن‌ها حاصل نمود چرا که با نتایج حاشیه­نویسی ژنومی ژن‌های حاصل ازGeneMANIA مطابقت داشت. این اعتقاد وجود دارد که روش ارائه شده برای ایجاد درخت ژنی می‌تواند با سایر روش‌های متکی بر توالی DNA ژن‌ها جهت خوشه­بندی مجموعه‌ای از ژن‌ها، رقابت نماید و لذا می‌تواند در گروه‌بندی ژن‌های سایر گو‌نه‌ها نیز بکار رود.

Keywords

• تئوری اطلاعات
• خوشه بندی ژن
• گاو شیری
• واگرایی کولبک‌لیبلر