一个新的多序列比对算法

多序列比对是生物信息学中基础而又重要的序列分析方法.本文提出一种新的多序列比对算法,该算法综合了渐进比对方法和迭代策略,采用加权函数以调整序列的有偏分布,用neighbor-joining方法构建指导树以确定渐进比对的顺序.通过对BAlibASE中142组蛋白质序列比对的测试,验证了本算法的有效性.与Multalin算法比较的结果表明,本算法能有效地提高分歧较大序列的比对准确率.     

Multi-Hop Routing Optimization Method Based on Improved Ant Algorithm for Vehicle to Roadside Network

This paper proposes a route optimization method to improve the performance of route selection in Vehicle Ad-hoc Network （VANET）. A novel bionic swarm intelligence algorithm, which is called ant colony algorithm, was introduced into a traditional ad-hoc route algorithm named AODV. Based on the analysis of movement characteristics of vehicles and according to the spatial relationship between the vehicles and the roadside units, the parameters in ant colony system were modified to enhance the performance of the route selection probability rules. When the vehicle moves into the range of several different roadsides, it could build the route by sending some route testing packets as ants, so that the route table can be built by the reply information of test ants, and then the node can establish the optimization path to send the application packets. The simulation results indicate that the proposed algorithm has better performance than the traditional AODV algorithm, especially when the vehicle is in higher speed or the number of nodes increases.     

一种滤除医学影像噪声的混合滤波算法

目的：医学影像在获取、存储、传输过程中会不同程度地受到噪声污染,这极大影像了其在临床诊疗中的应用。为了有效地滤除医学影像噪声,提出了一种混合滤波算法。方法：该算法首先将含有高斯和椒盐噪声的图像进行形态学开运算,然后对开运算后的图像进行二维小波分解,得到高频和低频小波分解系数。保留低频系数不变,将高频系数经过维纳滤波器进行滤波,最后进行小波系数重构。结果：采用该混合滤波算法、小波阚值去噪、中值滤波、维纳滤波分别对含有混合噪声的医学影像分别进行滤除噪声处理,该滤波算法去噪后影像的PSNR值明显高于其他三种方法。结论：该混合滤波算法是一种较为有效的医学影像噪声滤除方法。     

基于图形硬件加速的生物序列比对算法研究

生物序列比对是生物信息学的基础,是当今功能基因组学研究中最常用、最重要的研究方法之一。本文对各类序列比对算法优缺点进行分析,对图形硬件的优势进行挖掘。在此基础上,将各类序列比对算法中准确性最高的动态规划算法予以实现,并将其映射到图形硬件上,以实现算法加速。通过实例进行性能评测,结果表明该加速算法在保证比对准确性的同时,能较大地提高比对速度。     

Cluster Viz:集成于Cytoscape的聚类可视化插件

生物网络中的聚类分析是功能模块识别及蛋白质功能预测的重要方法,聚类结果的可视化对于快速有效地分析生物网络结构也具有重要作用。通过分析生物网络显示和分析平台Cytoscape的架构,设计了一个使用方便的聚类分析和显示插件ClusterViz。这是一个可扩展的聚类算法的集成平台,可以不断增加其中的聚类算法,并对不同算法的结果进行比较分析,目前已实现了三种典型的算法实例。该插件能够成为蛋白质相互作用网络机理研究的一个有效工具。     

基于启发式算法预测含假结RNA二级结构的研究进展

RNA二级结构的预测算法研究已有近40年的发展历程,研究假结也将近30年的历史。在此期间,RNA二级结构的预测算法取得了很大进步,但假结预测的正确率依然偏低。其中启发式算法能较好地处理复杂假结,使其成为率先解决假结预测难题可能性最大的算法。迄今为止,未见系统地专门总结预测假结的各种启发式算法及其优点与缺点的报道。本文详细介绍了近年来国际上流行的贪婪算法、遗传算法、ILM算法、HotKnots算法以及FlexStem算法等五种算法,并总结分析了每种算法的优点与不足,最后提出在未来一段时期内,利用启发式算法提高假结预测准确度应从建立更完善的假结模型、加入更多影响因素、借鉴不同算法的优势等方面入手。为含假结RNA二级结构预测的研究提供参考。     

规则算法引擎在临床实验室危急值管理体系中的应用

危急值管理系统的本质是对实验室结果数据的采集、管理、分析与预警,因此,需要将计算机技术中的知识表达与推理等规则算法技术应用到系统中,使之能够对LIS系统的检验结果进行表达与推理,从而推动IT系统向智能化方向发展。文章探讨将规则算法内置于临床实验室危急值管理系统中,以提高信息系统的智能性和适用性;针实验室危急值管理系统的不足,设计开发了规则算法引擎,实现了实验室危急值的智能准确预警。     

农业旱情遥感监测的一种改进方法及其应用

从地表蒸散的角度出发,利用基于Priestley-Taylor公式与地表温度 植被指数(LST-VI)三角形特征空间的半经验蒸散模型,对农业干旱遥感监测方法进行改进,推导得到简化型蒸散胁迫指数(SESI).利用2008、2009年3-11月的MODIS陆地标准产品数据,构造了3种特征空间建模计算了SESI,对京津冀平原地区开展了农业旱情监测试验,并与温度植被干旱指数(TVDI)进行比较.结果表明: SESI有效地简化了基于地表蒸散估算的遥感干旱监测方法,对土壤表层水分(10、20 cm)有着良好的指示作用.该方法春、秋季监测效果优于夏季,且不同时相SESI的可比性优于TVDI.将SESI指数应用于大面积农业旱情连续监测具有一定可行性.     

基于频繁项集挖掘和连续帧间差分的脂肪酶时-空结构模式与耐热性的关系研究

酶的热稳定性问题一直是蛋白质工程领域关注的重点。本研究通过枯草芽孢杆菌脂肪酶的不同模拟温度下的分子动力学模拟轨迹,分析野生型脂肪酶(WTL)及其突变体(6B)残基间相互作用对热稳定性的影响。首先确定残基间的空间关系,采用空间聚类和FP-growth算法,识别出保持协同运动的β3-β8以及C端部分区域,即确定刚性区;接着运用连续帧间差分法确定波动较大的柔性区,发现其主要位于转角处。以300 K常温状态下识别出的刚性区和柔性区为基础,考察刚性区和柔性区在不同温度下相互作用的动态变化规律,发现WTL和6B的刚性区内的相互作用几乎不随温度发生变化,在高温400 K时,WTL柔性区的稳定氢键数急剧减少为7,6B柔性区的稳定氢键数随温度变化较为稳定。另外,6B的柔性区较WTL少了3₁₀螺旋,这是由于突变后的Ser15与突变后的Ser17形成强大的氢键作用,A15S和F17S突变改善了脂肪酶结构的柔性使其热稳定性增强。     

一种基于代谢网络分析最小化基因组的方法及其在大肠杆菌中的应用

最小生命体的合成是合成生物学研究的重要方向。最小化基因组的同时而又不对细胞生长产生影响是代谢工程研究的一个重要目标。文中提出了一种从基因组尺度代谢网络模型出发,通过零通量反应删除及对非必需基因组合删除计算获得基因组最小化代谢网络模型的方法,利用该方法简化了大肠杆菌经典代谢网络模型iAF1260,由起始的1 260个基因简化得到了312个基因,而最优生物质生成速率保持不变。基因组最小化代谢网络模型预测了在细胞正常生长的前提下包含最少基因的代谢途径,为大肠杆菌获得最小基因组的湿实验设计提供了重要参考。