-
شماره ركورد
24861
-
شماره راهنما
COM2 687
-
نويسنده
دارابي، فرانك
-
عنوان
تشخيص تابع بولين بين ميكروآران اي هاي موثر در سرطان سينه
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي كامپيوتر- معماري سيستم هاي كامپيوتري
-
دانشكده
مهندسي كامپيوتر
-
تاريخ دفاع
1404/03/27
-
صفحه شمار
79 ص.
-
استاد راهنما
زهره بيكي
-
كليدواژه فارسي
ميكروآران اي , تابع بولي , الگوريتم كويين مك كلاسكي , برنامه نويسي ژنتيك , منحني ROC , تشخيص سرطان
-
چكيده فارسي
بيماري سرطان به عنوان يكي از اصلي¬ترين علل مرگ و مير جهاني، نيازمند روش¬هاي تشخيصي دقيق و زودهنگام است. ميكروآران¬اي¬ها (miRNAها)،مولكول¬هاي كوچك تنظيم كننده¬ي بيان ژن، نقش كليدي در بروز و پيشرفت سرطان دارند. اين مولكول¬ها به دليل الگوهاي بيان متفاوت در بافت-هاي سالم و سرطاني، نشانگرهاي زيستي ارزشمندي براي تشخيص زودهنگام و پيش¬بيني پاسخ به درمان محسوب مي¬شوند و امكان تشخيص مولكولي را فراهم كرده¬اند. پيشرفت¬هاي اخير در محاسبات مبتني بر دي¬ان اي، ابزارهايي براي پردازش miRNAها با استفاده از دروازه¬هاي منطقي ارائه داده است. با اين حال، اين دروازه¬ها با فرض روابط ساده بين miRNAها، تعاملات پيچيده¬ي زيستي را ناديده گرفته¬اند و دقت تشخيص را محدود مي¬كنند. در اين پژوهش، يك روش محاسباتي براي استخراج توابع بولي پيچيده طراحي شده است، كه روابط بين miRNAها را براي تشخيص 5 نوع سرطان مدل¬سازي مي¬كند. با بهره گيري از پايگاه هاي داده سطح بيان miRNAها استخراج شده و با استفاده از الگوريتم¬هاي كويين مك كلاسكي و برنامه¬نويسي ژنتيك، توابع بولي با دقت بالا استخراج شدند كه يك پردازشگر مولكولي دقيقي براي هر سرطان تعريف مي¬كنند. طرح پيشنهادي در قالب يك بسته¬ي نرم¬افزاري مبتني بر پايتون معرفي مي¬شود، كه از الگوريتم¬هاي ذكر شده، براي مدل¬سازي روابط منطقي بين نشانگرهاي زيستي مختلف استفاده مي¬كند. اين ابزار ابتدا داده¬هاي نشانگر زيستي را با اعمال آستانه¬هاي تعيين شده از روش منحني مشخصه عملكرد گيرنده (ROC) به ديجيتال تبديل مي¬كند. سپس از الگوريتم¬هاي برنامه¬نويسي ژنتيك و كويين مك¬كلاسكي، براي استخراج توابع بولي حاكم بر اين روابط استفاده مي¬كند. اين توابع را مي ¬توان در طراحي مدارهاي بيولوژيكي مانند دروازه-هاي منطقي دي¬ان¬اي، براي تشخيص نشانگرهاي زيستي مختلف، از جمله miRNAها بكار گرفته شود. اين سيستم، بر خلاف روش هاي پيشين، قابليت تحليل تعاملات پيچيده و تعميم به بيماري هاي ديگر مرتبط با miRNAها را دارد. نتايج نشان مي¬دهند كه طرح پيشنهادي، به طور ميانگين دقتي معادل با 95 درصد را دارد. اين رويكرد نوآورانه با تلفيق محاسبات مبتني بر دي ان¬اي و تحليل داده محور، افق¬هاي جديدي براي تشخيص مولكولي و پزشكي شخصي¬سازي شده باز مي¬كند.
-
كليدواژه لاتين
MicroRNA , Boolean function , Quine McCluskey , Genetic Programming , ROC curve , Cancer diagnosis
-
عنوان لاتين
Boolean function detection between effective microRNAs in breast cancer
-
گروه آموزشي
مهندسي معماري كامپيوتر
-
چكيده لاتين
Cancer, as one of the leading causes of global mortality, necessitates precise and early diagnostic methods. MicrorNAs (miRNAs), small molecules that regulate gene expression, play a critical role in the onset and progression of cancer. Due to their distinct expression patterns in both healthy and cancerous tissues, miRNAs serve as valuable biomarkers for the early detection and prediction of treatment response, thereby enabling molecular diagnostics. Recent advances in DNA-based computing have provided tools for processing miRNAs using logic gates. However, these gates often assume simple relationships (e.g., and gates) between miRNAs, overlooking complex biological interactions and limiting diagnostic accuracy. This study developed a computational method to extract complex Boolean functions that model miRNA interactions for diagnosing five types of cancer. Utilizing miRNA expression databases and the Quine-McCluskey and genetic programming algorithms, highly accurate Boolean functions were derived, defining precise molecular processor for each tumour. The proposed system is implemented as a Python-based software package, employing the algorithms mentioned to model logical relationships among various biomarkers. The tool first converts biomarker data into digital format using thresholds determined by the Receiver Operating Characteristic (ROC) curve method. It then applies an algorithm, genetic programming or Quine-McCluskey, to extract Boolean logical functions governing these relationships. These functions can be utilized in designing biological circuits, such as DNA logic gates, for detecting various biomarkers, including miRNAs. Unlike previous methods, this system analyzes complex interactions and is generalizable to other miRNA-related diseases. The results indicate that the proposed method has an average accuracy of 95 percent. This innovative approach, integrating DNA-based computing with data-driven analysis, opens new horizons for molecular diagnostics and personalized medicine.
-
تعداد فصل ها
5
-
لينک به اين مدرک :