多层网络模型在水稻与癌症蛋白质互作网络中的应用

网络是研究系统间连接结构的学科方法与研究技术。本文介绍单层网络和多层网络模型的数学理论,以及多层网络中多重度、重叠度与激活度、重叠性、度关联函数、参与系数以及度相关系数的概念,并将这些分析方法运用到了水稻细胞、癌症细胞和正常组织的蛋白质互作网络(protein-protein interaction networks,PPI)中,研究它们的特殊结构与性质。在水稻的蛋白质互作网络中,发现它的重叠度与激活度呈幂律分布;通过参与系数的分析发现了与细胞整体功能相关的重要蛋白质;通过相关系数热图分析发现了关联性较强的细胞器以及关联性较弱的细胞器。在癌症组织PPI以及正常组织中,通过重叠性图谱分析和核心网络比对的方法,发现了癌症网络的核心网络的规模比正常组织大,且具有强核心结构、高度均质性以及不易受到攻击而崩溃的特点;发现了非平凡的重叠度和激活度分布,并分析了癌症与正常组织在结构和功能上的差异。