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IC Presentation on Biological Networks - Bioinformatics
- 1. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ´ ´ Analise de propriedades topologicas das ´ ´ redes biologicas integradas da bacteria Escherichia coli e da levedura Saccharomyces cerevisiae Tiago Felipe Andrade Orientador: Prof. Dr. Ney Lemke Departamento de F´sica e Biof´sica ı ı IBB-UNESP Apoio: CNPq 2008
- 2. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ´ Sumario 1 ¸˜ Introducao 2 Objetivos 3 Metodologia 4 ˜ Resultados e Discussao 5 ˜ Conclusao
- 3. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ´ Sumario 1 ¸˜ Introducao 2 Objetivos 3 Metodologia 4 ˜ Resultados e Discussao 5 ˜ Conclusao
- 4. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ¸˜ Introducao ˆ Biologia sistemica; Grafo ou rede;
- 5. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao Grafo
- 6. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ¸˜ Introducao ˆ Biologia sistemica; Grafo ou rede; ´ Redes biologicas integradas;
- 7. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ´ Rede biologica integrada
- 8. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ¸˜ Introducao ˆ Biologia sistemica; Grafo ou rede; ´ Redes biologicas integradas; ¸˜ Modelos de classificacao;
- 9. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ¸˜ Modelos de classificacao
- 10. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ¸˜ Introducao ˆ Biologia sistemica; Grafo ou rede; ´ Redes biologicas integradas; ¸˜ Modelos de classificacao; ´ Propriedades topologicas.
- 11. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ´ Propriedades topologicas Grau de conectividade, P(k); ´ Coeficiente de agrupamento medio, C(k); ¸˜ Grau de intermediacao, CB (k).
- 12. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ´ Sumario 1 ¸˜ Introducao 2 Objetivos 3 Metodologia 4 ˜ Resultados e Discussao 5 ˜ Conclusao
- 13. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao Objetivos ´ Construir as redes biologicas integradas da E. coli e da S. cerevisiae e; ´ ´ ¸˜ ¸˜ ˆ analisa-las atraves da medicao e interpretacao de tres ˆ ´ parametros topologicos: ¸˜ a distribuicao de conectividades, o coeficiente de ´ agrupamento medio e o grau de intermediacao.¸˜
- 14. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ´ Sumario 1 ¸˜ Introducao 2 Objetivos 3 Metodologia 4 ˜ Resultados e Discussao 5 ˜ Conclusao
- 15. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao Metodologia Bancos de dados ¸˜ ´ Definicoes propriedades topologicas ¸˜ Implementacao
- 16. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao Bancos de dados ´ Tabela: Lista dos bancos de dados biologicos utilizados para o ¸˜ processo de aquisicao dos dados. Banco de dados ¸˜ Interacao ˆ Referencia BIGG1 Meta http://bigg.ucsd.edu/home.pl YEASTRACT1 Trans http://www.yeastract.com BIOGRID1 PPI http://www.thebiogrid.org KEGG2 Meta http://www.genome.jp/kegg RegulonDB2 Trans http://regulondb.ccg.unam.mx Bacteriome.org2 PPI http://www.bacteriome.org 1 ` Relacionado a levedura S. cerevisiae. 2 ` ´ Relacionado a bacteria E. coli.
- 17. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ¸˜ Distribuicao de conectividades - P(k ) ˜ Calcula o numero total de nodos com grau k de conexao. ´ Representada matematicamente por: P(k) = 1 (1) v ∈V |deg(v )=k ´ onde v e um nodo do grupo de nodos V pertencentes ao grafo, ´ e deg(v ) e o grau do nodo v . ˜ Ainda caracteriza a rede como livre de escala ou nao.
- 18. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ´ Coeficiente de agrupamento medio - C(k ) ˜ ´ Caracteriza a densidade de conexoes proxima a um ´ determinado nodo. E dado por: 2y Ci = (2) z(z − 1) onde z e o no de nodos primeiros vizinhos e y e o no total de ´ . ´ . ¸˜ ligacoes que conectam nodos primeiros vizinhos. C(k ) = Ci (k ) (3) ´ ´ Defini se a rede e hierarquica, ou seja, se o agrupamento dos nodos depende da conectividade dos mesmos.
- 19. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ¸˜ Grau de intermediacao - CB (k ) ¸˜ Calcula a fracao dos trajetos mais curtos que incluem um nodo ´ a medida de relevancia de um nodo, dada por: v. E ˆ σst (v ) CB (v ) = (4) σst s=v =t ´ ´ onde σst (v ) e o numero de trajetos mais curtos de s ate t que ´ inclui v e σst e´ o numero de trajetos de s ate t. ´ ´
- 20. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ¸˜ Implementacao Mathematica R e Python Combinatorica, GraphUtilities e NetworkX
- 21. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ´ Sumario 1 ¸˜ Introducao 2 Objetivos 3 Metodologia 4 ˜ Resultados e Discussao 5 ˜ Conclusao
- 22. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ´ Redes biologicas integradas E. coli organismo procarionte; rede integrada possui ≈ 2.400 genes que realizam ≈ 23.000 interacoes. ¸˜ S. cerevisae organismo eucarionte; rede integrada possui ≈ 6.000 genes que realizam ≈ 80.000 interacoes. ¸˜
- 23. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao Grafo da rede integrada da E. coli
- 24. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao P(k) - E. coli y = αx −β
- 25. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao P(k) - S. cerevisiae y = αx −β eγx
- 26. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao C(k) - E. coli 2 y = αeβx−γx
- 27. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao C(k) - S. cerevisiae 2 y = αeβx−γx
- 28. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ´ CB (k ) - Analise comparativa y = αx β
- 29. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ¸˜ Equacoes de ajuste
- 30. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ´ Sumario 1 ¸˜ Introducao 2 Objetivos 3 Metodologia 4 ˜ Resultados e Discussao 5 ˜ Conclusao
- 31. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ˜ Conclusao E. coli 1 Livre de escala 2 ´ Linear quadratica 3 ¸˜ ˆ Intermediacao: lei de potencia S. cerevisiae 1 Livre de escala diferenciada 2 ´ Linear quadratica 3 ¸˜ ˆ Intermediacao: lei de potencia
- 32. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao Perspectivas ´ ´ ´ O novo modelo, definido como linear quadratico, e valido para outros organismos? Homo sapiens Mus musculus ´ ´ ´ Ele tambem e aplicavel para outros tipos de redes? Internet Telefonia celular
- 33. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ˜ Questoes ¸˜ Obrigado pela atencao !
- 34. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao Grau de proximidade - CC (k ) ´ ´ Mede quanto um nodo particular esta proximo de todos os ´ definido como: outros nodos da rede. E 1 CC (v ) = (5) t∈V /v dG (v , t) ´ ˆ onde dG (v , t) e a distancia entre v e t.
- 35. ¸˜ Introducao Objetivos Metodologia ˜ Resultados e Discussao ˜ Conclusao ´ CC (k) - Analise comparativa y = αx β