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유전자 온톨로지와 연계한 단백질 상호작용 네트워크 시각화 시스템
Protein Interaction Network Visualization System Combined with Gene Ontology 원문보기

정보과학회논문지. Journal of KIISE. 시스템 및 이론, v.36 no.2, 2009년, pp.60 - 67  

최윤규 (한국과학기술원 정보통신공학과) ,  김석 (한국과학기술원 전산학과) ,  이관수 (한국과학기술원 바이오 및 뇌공학과) ,  박진아 (한국과학기술원 전산학과)

초록
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단백질 상호작용 네트워크는 어떤 단백질들 간에 상호 작용 관계가 있는지를 네트워크 형태로 나타낸 것이며 단백질 상호작용을 발견하거나 분석하는 것은 생명 공학에서 중요한 연구분야이다. 본 논문에서는 방대한 단백질 상호작용 데이터를 유전자 온톨로지와 연계한 시각화를 통하여 효과적으로 직관을 얻을 수 있는 효율적인 단백질 상호작용 네트워크 분석시스템을 다룬다. 단백질 상호작용 네트워크는 데이터 양이 매우 방대하기 때문에 이를 효율적으로 분석하는 방법과 효과적인 시각화 기법이 요구된다. 본 연구에서는 이를 위하여 동적이고 상호작용 가능한 그래프와 관심 노드와 그 주변 노드를 표시하며 점진적으로 탐색할 수 있는 컨텍스트 기반 탐색 기법을 도입하였다. 이 밖에도 특화된 기능으로써 단백질 상호작용과 유전자 온톨로지 간의 빠르고 자유로운 상호참조 기능과 최소 공통 조상을 사용한 유전자 온톨로지 분석 기능 등을 지원한다. 인터페이스 측면에서는 상호참조 기능을 효과적으로 사용하게 하기 위하여 유전자 온톨로지 그래프와 단백질 상호작용의 시각화 결과를 2차원 윈도우로 나란히 보여주는 인터페이스를 디자인 하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Analyzing protein-protein interactions(PPI) is an important task in bioinformatics as it can help in new drugs' discovery process. However, due to vast amount of PPI data and their complexity, efficient visualization of the data is still remained as a challenging problem. We have developed efficient...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 세 번째로 개선하고자 하는 부분은 노드의 개수증가에 따라 FDP 레이아웃 속도가 급격히 떨어질 수 있기 때문에⑸ 이를 완화하기 위하여 현재 사용중인 동적인 레이아웃에 적절한 고속화 알고리즘을 개발 적용하고자 한다. 마지막으로는 그래프의 편집과 노드, 에지의 다양한 선택 방법, 필터링 방법 등 사용자 편의 기능들을 보완하고자 한다.
  • Network and Gene Ontok增y)를 개발하였다. 본 논문에서는 GO와 PPI를 동시에 효율적으로 시각화 하고 연계하여 분석하기 위하여 효율적인 m 네트워크, go의 시각화에 관한 연구와 이둘을 연계하여 분석 가능하게 해주는 시스템 구현에 대한 내용을 다룬다.
  • 본 논문에서는 유전자 온톨로지와 단백질 상호 작용네트워日를 각각 좌 우측에 나란히 배치하고 서로 연계하여 효율적으로 단백질 상호 작용 네트워크를 분석 가능하게 하는 시스템을 제안하였다 이를 위해 GO측의시각화는 LCA분석 및 그래프형. 리스트형 시각화를 제굫하며 PPI 측에서는 동적 확장 축소 가능 그래프와 노드고정과 결합한 컨텍스트 기반 탐색기능을 제공 한다, GO의 LCA 분석 기능은 선택된 용어들의 공동 분모를보여 줌으로써 좀 더 효율적인 분석을 가능하게 한다.
  • BINGO는 Cytoscape에 Plug-in 형태로 추가 되며 선택된 단백질들과 관련된 GO 노드들을 시각화해서 보여주지만 GO를 탐색하고 GO와 PPL을 연동하는 기능 부분은 미약하다. 이에 대해 본 논문에서는 GO와 PPI 모두를 서로 상호참조 가능한 그래프 형태로 시각화 해주며 효과적으로 탐색가능하고 연동 가능하게 하고자 하였다. 이에 관한 부분은 다음 단락인 구현 항목에서 다룬다.

가설 설정

  • A. 선택된 GO 용어 혹은 단백질의 체크 박스에 체크 표시가 된다.
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참고문헌 (18)

  1. Hee-Jeong Jin, Ji-Hyun Yoon, and Hwan-Gue Cho, "An Analysis System for Protein-Protein Interaction Data Based on Graph Theory," 한국정보과학회, 2006. 

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  3. Dong-Soo Han, Suk-Hoon Jung, Woo-Hyuk Jang, and Choon-Ho Lee, "Constraints Based Dynamic Protein Interaction Network," 한국정보과학회, 2005. 

  4. http://www.meta-biz.net/html/product03.htm 

  5. SunLee Bang, JaeHun Choi, JongMin Park, SooJun Park, "단백질 상호작용 네트워크의 개념 분류 레이아웃", 한국정보과학회 학술발표논문집, pp. 61-63 (3 pages), 2006. 

  6. Bobby-Joe Breitkreutz, Chris Stark, Mike Tyers. "Osprey: a network visualization system," Genome Biology, 2003. 

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  10. Homin K Lee, William Braynen, Kiran Keshav and Paul Pavlidis, "ErmineJ: Tool for functional analysis of gene expression data sets," BMC Bioinformatis, Vol.6, pp. 269, 2005. 

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  12. Bing Zhang, Stefan Kirov and Jay Snody, "Web-Gestalt: and integrated system for exploring gene sets in various biological contexts," Nucleic Acis Research, Vol. 33, pp. 741-748, 2005 

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  16. Yannis Tzitzikas, JeanLuc Hainaut, "On the Visualization of Large sized Ontologies," AVI, pp. 99-102, 2006. 

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  18. K. Sugiyama, S Tagawa, M Toda, "Methods for Visual Understanding of Hierarchical System Stuctures," IEEE Transaction on Systems, Man and Cybernetics 11(2):109-125, 1981. 

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