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바이오 셀 정보 추출을 위한 확률 모델
Probabilistic model for bio-cells information extraction 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.6 no.5, 2011년, pp.649 - 656  

석경휴 (순천청암대학 병원의료정보과) ,  박성호 (전남도립대학 정보통신과)

초록
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본 논문에서는 유전자 생물학 분야의 여러 각도로 세포 간 네트워크를 분석하고, 유전자 생물학 분야를 정보공학 네트워크에 응용하여 수치학적인 표현 모델로 분석 연구하고자 한다. 확률적 그래프 모델을 사용하여 데이터 네트워크로부터 생물학적 통찰력을 확률적 함수적으로 응용해, 복잡한 세포 간 네트워크 보다 단순한 하부모델로 구성하여 유전자 베이스네트워크 논리를 유전자 표현 레벨로 나타낸다. 유전자 데이터로부터 확률적 그래프 모델들을 분석하여 유전자 표현 데이터를 정보공학 네트워크 모델의 방법으로 확장 추론한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study is a numerical representative modelling analysis for applying the process that unravels networks between cells in genetics to Network of informatics. Using the probabilistic graphical model, the insight from the data describing biological networks is used for making a probabilistic functi...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 데이터로부터 세포 간 네트워크를 학습하기 위한 몇 가지 모델 접근법에서 유전자 표현 레벨을 논의하고, 생물학적 기본 지식과 독립적인 분석에 대해 연구하였다. 생물학적 기본 정보를 제공하는 모델을 얻기 위해 세포 간의 다양한 레벨에서 유전자 신호경로 수용을 조합하는 통합된 모델에 초점을 두어 확률적 그래프 모델에 명시하는 것으로 데이터를 통합 시켰다.
  • 데이터를 분석하는 모델접근법에서 모델의 공간을 정의하고 모델링하기 위해 논리적 추론을 통한 예측으로 데이터를 발견하는 학습절차법을 이용한다. 본 연구는 세포 간 네트워크의 모델분석법에 위해 확률적 그래프 모델로 알려진 수학적 그래프 모델에서[2, 3] 상호작용을 통계분야로 개발하고 확률적 결과와 모델을 연속적으로 관측하여 확률적 그래프 모델을 추론하는 수치 해석적 절차에서 정보공학적 네트워크를 연구하고자 한다.
  • 는 v노드로 네트워크가 연결된 확률적 에지의 집합이다. 세포 간 네트워크 확률 P(X|U)을 구하기 위해 입력에서 모델이 너무 복잡해지기 때문에 이를 현실적으로 접근하기 위해 로 한다. 이렇게 추론된 값이 원래 값과 크게 다르지 않다는 것을 설명한 바와 같이 아직 증명되지는 않았지만 maxγP(X|U) 로 추론되어도 P(X|U)와 크게 다르지 않을 것으로 본다.
  • 유전자 모델을 개선하는 요소는 생물학적 조절 메카니즘에 의한 수준이므로 본 연구에서 확률적 그래프 모델에 간접 조절을 추론하는 능력과 생물학적 원리에 기반하여 모델에 표시한 네트워크 모델에 제시하였다. 처리 데이터의 양과 다양성이 증가하는 것과 같이 3개의 유전자와 2개의 배열을 단일로 한 베이스 네트워크 집단에서 서로 다른 네트워크구조 모델로 새로운 분석, 새로운 디자인을 포함한 단일 세포, 합성 기관, 전체적 유기체, 그리고 확률적 그래프 모델 수준에서의 시스템으로 나타냈다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
생물학적 시스템 모델은 어떤 확률함수를 사용하는가? 그러나 이러한 통합을 얻기 위해서는 검측법과 짝을 이루는 생화학적 원리를 이해해야만 되기 때문에 분석된 결론은 생물학적 엔티티(entity)와 절차에 대해 새로운 지식을 제공한다. 생물학적 시스템 모델은 추상적인 것을 단순화한 형태로 다양한 조건에서 시스템의 행동과정을 발생시켜 이 행동들에서 시스템 요소의 역할을 추론하고, 확률적 모델 검출 잡음과 생물학적 시스템의 측면을 설명하기 위한 확률함수를 사용한다. 데이터를 분석하는 모델접근법에서 모델의 공간을 정의하고 모델링하기 위해 논리적 추론을 통한 예측으로 데이터를 발견하는 학습절차법을 이용한다.
생물학적 시스템을 모델링 할 때 유전자 시스템과 관련된 엔티티와 표현 레벨은 무엇으로 취급하는가? 생물학적 시스템을 모델링 할 때 유전자 시스템과 관련된 엔티티와 표현 레벨은 확률적 모델의 임의의 변수로 취급한다. 임의의 변수에는 유전자 배열처럼 모델에 감추어진 특성과 실험에서 보여 지는 유전자의 표현 레벨 등이 포함된다.
베이스의 네트워크로는 어떤 측면을 명확하게 나타낼 수 있어야 하는가? 실제의 네트워크 구조는 데이터에 있는 유전자의 수와 대열에 따라 달라지기 때문에 베이스의 네트워크로는 두 가지 중요한 측면을 명확하게 나타낼 수 있다. 첫째, 임의 변수는 유전자와 같은 각 실체의 특성을 나타낸다. 둘째 템플릿은 같은 타입의 모든 엔티티에 의해 공유되므로 P(Xg,aIBio -Clusterg, Array-Clusterg의 조건적 확률은 g와 a의 선택이 비슷하므로 규칙성을 찾아냄으로써 더 간결한 모델을 구현한다. 유전자집단 문제에 대한 템플릿 모델을 보여주고 유전자와 대열만 주어지면 베이스의 네트워크를 발생시킨다.
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참고문헌 (9)

  1. K. B. Kim, Y. H. Joo, "An Enhaned Fuzzy Neural Network", Lecture Note in Computer Science LNCS, Vol. 3320, pp. 176-179, 2004. 

  2. R. Hecht-Nielsen, "Theory of Backpropagation Neural Network", Proceeding of IJCNN, Vol. 1, pp. 593-605, 1989. 

  3. J. Pearl, "Probabilistic Reasoning in Intelligent Systems", Morgan Kaufmann, San Francisco, 2005. 

  4. L. H. Yang, T. D. Bui, C. Y. Suen, "An Application of Nonlinear Wavlet Approximation to Face Recognation", ICPR'02 Vol. 2, 2002. 

  5. N. Friedman, L. Getoor, D. Koller, A. Pfeffer, "Relational Data Mining", S. Dvzeroski, N. Lavrac, Eds. Springer-Verlag, Berlin, pp. 307-337, 2001. 

  6. E. Segal, B. Taskar, A. Gasch, N. Friedman, D. Koller, "An Overview of Statistical Learing Theory", Bioinformatics, Vol. 17, pp. 243, 2001. 

  7. J. Cheng, T. Ottosson, "Linearly Approximated Log-MAP Algorithms for Tubo Decoding", IEEE Vehic. Tech. Conf. Tokyo, Vol. 3, pp. 2252-2256, 2000. 

  8. I. Holmes, W. Bruno, "Simplified MAP Algorithm suitable for Implementation of turbo decoders", Proc. Int. Conf. Intell. Syst. Mol. Biol., Vol. 8, pp. 202-204, 2000. 

  9. E. Segal, R. Yelensky, D. Koller, "Optical coherence tomography of the human retina", Bioinformatics, Vol. 19, pp. 273-275, 2003. 

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