Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Παντελής Μπάγκος, Καθηγητής, Τμήμα Πληροφορικής με Εφαρμογές στην Βιοϊατρική, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας
Περίληψη:
Η λειτουργία ενός οργανισμού σε μοριακό επίπεδο εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις αλληλεπιδράσεις των μακρομορίων αυτού. Η δημιουργία συμπλόκων πρωτεϊνών αποτελούν βασική μονάδα, υπεύθυνη για ποικίλους βιολογικούς μηχανισμούς μέσα στο κύτταρο. Ο προσδιορισμός, επομένως, των συγκεκριμένων αλληλεπιδράσεων καθίσταται απαραίτητος για την αποσαφήνιση τόσο της δομικής όσο και της λειτουργικής οργάνωσης των έμβιων όντων. Τα προηγούμενα χρόνια η προσπάθεια εύρεσης αλληλεπιδράσεων πρωτεϊνών – πρωτεϊνών (PPIs) περιοριζόταν σε πειραματικές μεθόδους, οι οποίες όμως, ερευνούσαν μικρά σύνολα πρωτεϊνών. Τις τελευταίες δεκαετίες, χάρη στην ανάπτυξη μεθόδων υψηλής απόδοσης, οι επιστήμονες έχουν στην διάθεσή τους σημαντικό όγκο δεδομένων, τον οποίο μπορούν με την χρήση υπολογιστικών μεθόδων, όπως η κατασκευή δικτύων αλληλεπιδράσεων πρωτεϊνών – πρωτεϊνών (PPINs), να επεξεργαστούν, ώστε να εξάγουν σύμπλοκα πρωτεϊνών με πιθανή βιολογική σημασία.
Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανασκόπηση και αξιολόγηση διαδεδομένων στην βιβλιογραφία αλγορίθμων ομαδοποίησης, οι οποίοι εφαρμόζονται σε βιολογικά δίκτυα και πιο συγκεκριμένα σε δίκτυα αλληλεπίδρασης πρωτεΐνης – πρωτεΐνης, για την εύρεση συμπλόκων πρωτεϊνών. Πρώτο στάδιο για την επίτευξη αυτού αποτελεί η εκτενής μελέτη βάσεων δεδομένων σχετικές με αλληλεπιδράσεις τέτοιου τύπου και η επιλογή εξ αυτών αντιπροσωπευτικών συνόλων δεδομένων συσχετίσεων. Στην συνέχεια, με την χρήση των συνόλων αυτών και των αντίστοιχων δικτύων που παράγουν, θα εκτελεστούν οι υπό μελέτη αλγόριθμοι ομαδοποίησης: Affinity Propagation, ClusterONE, MCL, MCODE, NCMine, SPICi. Ακολούθως τα αποτελέσματα που θα παραχθούν θα υποστούν στατιστικό έλεγχο, ώστε να βρεθεί η αξιοπιστία των δεδομένων που προέκυψαν, μέσω της σύγκρισης τόσο μεταξύ των αποτελεσμάτων των διαφορετικών αλγορίθμων, όσο και με ήδη γνωστά δεδομένα σχετικά με πρωτεϊνικά σύμπλοκα. Διαμέσου της μελέτης αυτής θα είναι εφικτός ο προσδιορισμός των αλγορίθμων αυτών που αποδίδουν τα βέλτιστα αποτελέσματα, και επομένως θα υπάρξει η δυνατότητα για πιο αποτελεσματική, μελλοντική, ανάπτυξη ερευνών ανάλυσης συσχετίσεων πρωτεϊνών με άλλες πρωτεΐνες.
Λέξεις-κλειδιά:
Δίκτυα αλληλεπιδράσεων πρωτεϊνών – πρωτεϊνών, συσχετίσεις πρωτεϊνών – πρωτεϊνών, βιολογικά δίκτυα, αλγόριθμοι ομαδοποίησης, συγκριτική αξιολόγηση μεθόδων ομαδοποίησης
