On networks and their applications: Stability of gene regulatorynetworks and gene function prediction using autoencoders
Ağar ve uygulamaları üzerine: Gen düzenleyici ağların kararlılığı veotokodlayıcı (autoencoder) kullanarak genlerin fonksiyonlarınıntahmini
- Tez No: 837252
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALKAN KABAKÇIOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyofizik, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Biophysics, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 81
Özet
İç içe kanalize edici fonksiyonlarının herhangi bir aktivite oranı için minimum duyarlıklı Boole fonksiyonları olduğunu kanıtladık ve ilginç bir fraktal yapıya sahip olan bu sınırın fonksiyonel formunu belirledik. Ayrıca, bilinen biyolojik ağlarda (Cell Collective veri tabanına sunulan) bulunan gen düzenleyici fonksiyonların çoğunun, şaşırtıcı olarak, kararsız rejimde kalan minimum hassasiyet çizgisinde üzerinde olduğu gözlemlenmiştir. Sonuçlarımız, gen regülasyonunda iç içe kanalize edici fonksiyon ve gen etkinliğinin esnekliği için evrimsel bir tercihin, bu tür sistemlerin“kaosun eşiğine”yakın konsantrasyonu için yeterli olduğu argümanı için niceliksel bir temel sağlamaktadır. Bazı genlerin keşfedilmemiş işlevleri nedeniyle gen düzenleyici ağların orijinal yapısı bilinmemektedir. Çoğu gen işlevi keşif yaklaşımı, gen ifade profillerindeki kalıpları keşfeden ve bunlardan yararlanan denetimsiz kümeleme veya sınıflandırma yöntemlerinden yararlanır. Bununla birlikte, alandaki mevcut bilgiler çok sayıda ve çeşitli kaynaklardan gelmektedir. Bu nedenle, yeni gen fonksiyonu tahmini için bu bilgi birikiminin dahil edilmesinin bu tür tahminleri iyileştirmesi beklenebilir. Bu tezde, yarı gözetimli bir otokodlayıcı kullanan, işleve özgü yeni bir gen keşif yöntemi öneriyoruz. Bu nedenle yöntemimiz, uzmanlığı tipik olarak belirli bir işlevsel alanla sınırlı olan modern bir araştırmacının ihtiyaçlarını karşılayabilir. Son olarak, biyolojik olarak makul öğrenme algoritmaları gibi alışılmışın dışında öğrenme yaklaşımlarının dinamikleri incelendiğinde, bu algoritmaların da genel bir Einstein ilişkisi sergilediği tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
We prove that nested canalizing functions are the minimum-sensitivity Boolean functions for any activity ratio and we determine the functional form of this boundary which has a nontrivial fractal structure. We further observe that the majority of the gene regulatory functions found in known biological networks (submitted to the Cell Collective database) lie on the line of minimum sensitivity which paradoxically remains largely in the unstable regime. Our results provide a quantitative basis for the argument that an evolutionary preference for nested canalizing functions in gene regulation (e.g., for higher robustness) and for elasticity of gene activity are sufficient for concentration of such systems near the“edge of chaos.”The original structure of gene regulatory networks is unknown due to the undiscovered functions of some genes. Most gene function discovery approaches make use of unsupervised clustering or classification methods that discover and exploit patterns in gene expression profiles. However, existing knowledge in the field derives from multiple and diverse sources. Incorporating this know-how for novel gene function prediction can, therefore, be expected to improve such predictions. We here propose a function-specific novel gene discovery tool that uses a semi-supervised autoencoder. Our method is thus able to address the needs of a modern researcher whose expertise is typically confined to a specific functional domain. Lastly, the dynamics of unorthodox learning approaches like biologically plausible learning algorithms are investigated and found to exhibit a general form of Einstein relation.
Benzer Tezler
- Ordu ili (Türkiye) tatlısu Gammaridea (Crustacea, Amphipoda) faunası üzerine bir araştırma
Study on freshwater Gammari̇dea (Crustacea, Amphipoda) fauna of Ordu (Turkey)
MEHMET EKİNCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Balıkçılık TeknolojisiOrdu ÜniversitesiBalıkçılık Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ MİROĞLU
- Metil-sübstitüe metoksi konduritollerin sentezi
Synthesis of methyl-substituted methoxy conduritols
DİLEK KAPLAN
- Enerji ihtiyacının karşılanmasında doğalgaz ve rüzgâr kaynaklı enerji çevrim santralleri; yatımlar üzerine stratejik bir analiz
Natural gas and wind based cycle plant in supplying the needs of energy reguirement; a strategic analysis on investments
GÜVEN KARAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
İşletmeOrdu ÜniversitesiYenilenebilir Enerji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KADİR AKSAY
- Ordu ekolojik koşullarında bazı kuru fasulye (Phaseolus vulgaris L.) çeşit ve genotiplerinin verim, verim öğeleri ile tohum ve teknolojik özelliklerinin belirlenmesi
Determination of yield and components with seed and technological characteristics of some dry beans (Phaseolus vulgaris L.) varieties and genotypes on in ecological conditions of Ordu
YAŞAR ÖZBEKMEZ
- Fındık zurufu kompostunun toprak kalitesi üzerine etkisi
The effect of adding of hazelnut husk compost on soil quality
SELAHATTİN AYGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
ZiraatOrdu ÜniversitesiToprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAYFUN AŞKIN