专利名称：构建细胞代谢产物网络的新算法的制作方法
构建细胞代谢产物网络的新算法技术领域
本发明属于生物技术领域，涉及代谢组学的研究方面。
背景技术：
本发明是一种构建细胞代谢产物网络的新算法。适用于代谢组学相关的生物医学研究或基础生物学研究。
代谢组学(metabolomics)是效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想，对生物体内所有代谢物进行定量分析。其研究对象大都是相对分子质量1000以内的小分子物质。代谢组作为系统生物学的重要组成部分，在临床医学领域具有广泛的应用前景。代谢产物是基因表达的最终产物，在代谢酶的作用下生成。研究人员通过对机体代谢产物的深入研究，可以判断机体是否处于正常状态，而对基因和蛋白质的研究都无法得出这样的结论。事实上，代谢组学研究已经能诊断出一些代谢类疾病，如糖尿病、肥胖症，代谢综合症。
质谱(MS)因具有广泛的动态范围、能进行可重现的定量分析，而且能够分析非常复杂的生理体液，已被用于代谢组学的研究中。由于这类样品的复杂性，为了尽可能多地检测代谢物，在质谱分析之前常常还要进行分离。两种最常用的分离技术是气相色谱(GC)和液相色谱(LC)。每种技术都有其长处和弱点。GC要求挥发性，要用化学衍生化的样品。尽管LC在多方面适用，但标准的反相分离还不能完全解决代谢组中亲水组分的分离问题。
除了需要高度灵敏和精确的仪器之外，强大的软件工具对处理这些实验所产生的大量数据也非常重要。然而目前的软件开发却相对滞后。在这里，我们提供一种代谢组学数据的分析方法，旨在解决代谢产物网络的构建问题。发明内容
为了构建代谢产物网络，我们首先获得代谢组学实验数据，并根据筛选标准，选择差异表达的代谢物。然后我们根据已知的代谢通路将代谢物进行分类，并分离每个代谢通路中代谢物之间的关系。最后我们将整合所有的代谢通路，构建代谢网络，使用cytoscape软件(www.cytoscape.0rg)生成最终的网络结果。具体实施步骤如下:
步骤一:获得代谢组学实验数据；
步骤二:根据筛选标准，选择差异表达的代谢物；
步骤三:对代谢物进行代谢通路分析；
步骤四:分离每个代谢通路中代谢物之间的关系；
步骤五:构建代谢网络；
步骤六:使用cytoscape软件(www.cytoscape.0rg)生成最终的网络结果。
进一步，所述步骤I中，获得代谢组学实验数据，其具体过程为:下载来自于GC-MS或者LC-MS的代谢组学实验数据，整理结果，形成代谢物列表。
再进一步，所述步骤2中，根据筛选标准，选择差异表达的代谢物，其具体步骤为:对步骤I中获得的数据中进行t检验，筛选P < 0.01的代谢物。
又进一步，所述步骤3中，对代谢物进行代谢通路分析，其具体过程为:下载KEGG数据库(WWW.genome, jp/kegg)中的代谢通路数据，将每一个代谢物映射到代谢通路中去。
又进一步，所述步骤4中，分离每个代谢通路中代谢物之间的关系，其具体过程为:利用R软件(WWW.r-project.0rg)计算代谢物之间的关系。
最后，所述步骤5中，构建代谢网络，其具体过程为:合并所有的代谢物之间的关系，利用R软件(www.r-project.0rg)生成代谢网络。
本方法的特征:本发明根据已知的代谢通路，将其整合生成一个完整的代谢网络。可以全局上观察代谢物之间的关系，对于分析代谢通路之间的互作具有指导意义。
在创新性方面，其特征在于:我们的方法利用了根据已知的代谢通路，将其整合生成一个完整的代谢网络，形成一个全局的概观，可以获得更为全面的代谢物之间的相互关系。与已有的针对单个代谢通路的研究方法相比，结果更为全面和直观。同时对于分析代谢通路之间的互作具有指导意义。
图1:本发明的基本流程图。
图2:构建的代谢网络实例。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。参照图1 图2，本方法包括以下步骤:
步骤一:获得代谢组学实验数据；
步骤二:根据筛选标准，选择差异表达的代谢物；
步骤三:对代谢物进行代谢通路分析；
步骤四:分离每个代谢通路中代谢物之间的关系；
步骤五:构建代谢网络；
步骤六:使用cytoscape软件生成最终的网络结果。
下面以一个已知的肝癌代谢组学数据集为例。具体实施步骤如下:
步骤一:下载代谢组学实验数据(网址:www.metabolomicssociety.0rg/database)。整理数据，形成代谢物列表。步骤二:对步骤I中获得的数据中进行t检验，筛选P < 0.01的代谢物，获得23个差异代谢物。
步骤三:对代谢物进行代谢通路分析，其具体过程为:下载KEGG数据库(誦.genome, jp/kegg)中的代谢通路数据,将每一个代谢物映射到代谢通路中去。
步骤四:分离每个代谢通路中代谢物之间的关系。
步骤五:合并所有的代谢物之间的关系,利用R软件(www.r-project.0rg)生成代谢网络。
步骤六:使用cytoscape软件(www.cytoscape.0rg)生成最终的网络结果。见图2。
以上是对本发明的描述而非限定，基于本发明思想的其它实施方式，均在本发明的保护范围之中。
权利要求
1.本发明根据已知的代谢通路，将其整合生成一个完整的代谢网络。可以全局上观察代谢物之间的关系，对于分析代谢通路之间的互作具有指导意义，本发明主要包括如下流程: 步骤一:获得代谢组学实验数据； 步骤二:根据筛选标准，选择差异表达的代谢物； 步骤三:对代谢物进行代谢通路分析； 步骤四:分离每个代谢通路中代谢物之间的关系； 步骤五:构建代谢网络； 步骤六:使用cytoscape软件(www.cytoscape.0rg)生成最终的网络结果。
2.如权利要求1所述的构建细胞代谢产物网络的新算法，其特征在于:所述步骤2中，根据筛选标准，选择差异表达的代谢物，其具体过程为:对步骤I中获得的数据中进行t检验，筛选P <0.01的代谢物。
3.如权利要求1所述的构建细胞代谢产物网络的新算法，其特征在于:所述步骤3中，对代谢物进行代谢通路分析，其具体过程为:下载KEGG数据库(www.genome, jp/kegg)中的代谢通路数据，将每一个代谢物映射到代谢通路中去。
4.如权利要求1所述的构建细胞代谢产物网络的新算法，其特征在于:所述步骤4中，分离每个代谢通路中代谢物之间的关系，其具体过程为:利用R软件(WWW.r-project.0rg)计算代谢物之间的关系。
5.如权利要求1所述的构建细胞代谢产物网络的新算法，其特征在于:所述步骤5中，构建代谢网络，其具体过程为:合并所有的代谢物之间的关系，利用R软件(www.r-project.0rg)生成代谢网络。
全文摘要
构建细胞代谢产物网络的新算法，本发明根据已知的代谢通路，将其整合生成一个完整的代谢网络。可以全局上观察代谢物之间的关系，对于分析代谢通路之间的互作具有指导意义。本发明主要包括如下流程步骤1获得代谢组学实验数据；步骤2根据筛选标准，选择差异表达的代谢物；步骤3对代谢物进行代谢通路分析；步骤4分离每个代谢通路中代谢物之间的关系；步骤5构建代谢网络；步骤6使用cytoscape软件生成最终的网络结果。
文档编号G06F19/26GK103186718SQ201110458950
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者刘极龙 申请人:上海聚类生物科技有限公司