基于QRSCU方法的RHD基因的偏好性研究及其应用

Rh血型系统作为人类最复杂的血型系统之一,其临床意义仅次于ABO血型系统.研究人类Rh血型系统中RHD基因对同义密码子的使用偏好性有助于从生物信息学角度了解RHD基因的编码特征.本文基于拟氨基酸编码方法,计算了人类Rh血型系统中RHD基因的同义密码子的相对使用度(quasi relative synonymous codonusage,QRSCU)及4种碱基分别出现在密码子3'端的相对频率(quasi relative frequency of nucleotide to codon3',QRFN3').通过分析计算结果中RHD基因的QRSCU值,得出RHD基因偏好使用以C或G结尾的同义密码子,也说明RHD基因偏好使用密码子-反密码子结合作用强的同义密码子,且避免使用结合作用中度的同义密码子.另外,通过分析计算结果中RHD基因的ORFN3'值,得出RHD基因的同义密码子对后面所接的第一个碱基的使用也有很强的使用偏好性.     

开发可统计任意密码子用法的软件BestCodon

密码子偏好是自然现象,分析密码子的用法可以优化表达基因,即密码子优化,从而调节目的基因在特定宿主中的表达水平。现有密码子用法分析软件多数只限于单个密码子,适用于密码子对和密码子三联体的较少见。本文提出1种可统计任意密码子用法的软件结构,开发出1个密码子用法统计软件BestCodon,拥有序列检查和密码子用法统计2个模块。检查模块可代替人工校对,剔除输入序列中非规范字符,为后续分析提供正确的、符合规范的数据。统计模块根据用户指定的密码子组合类型,结果返回特定的密码子用法表。本文还探讨序列检查和密码子用法统计中计算机的运算特性,结果表明该软件检查1条长达150000 bp的序列仅耗时约0.2 s,而从中统计密码子十联体的用法仅耗时约0.1 s。     

基于对应分析的密码子用法可视化研究

密码子用法可以简介为物种、基因组、基因或序列集中64种密码子的使用方式。密码子用法的可视化为研究样本的密码子用法特征、不同样本间的密码子偏好,提供了1种直观、有效的图形化手段。可基于多种参数的对应分析(CA)法是其中1种重要的可视化方法。在本文中,以果蝇、人类、拟南芥、酿酒酵母、线虫、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌及除虫链霉菌8个物种的密码子用法数据为例,通过比较密码子实际出现次数(Number)、密码子用法频率(F1000)、密码子用法分值(Fraction)、相对适应度(RA)与相对同义密码子用法(RSCU)5种参数的可视化结果,得到如下初步结论:(1)不论采用5种参数中的哪1种,65维(一维物种+64维密码子)的数据都可通过CA降维为7维,而此时的累计惯量为100%,即完全还原原数据集中的所有信息;(2)采用密码子平均用法(F1000)是1个较好的选择,其前二维的累计惯量可以达到83.6%,但是基于Fraction可以获得更高的累计惯量,达到85.1%,Number、RSCU次之,在考虑计算量的情况下,选择Number也可以获得失真度较小的结果,RA参数的最低,仅有76.9%。     

基于免疫进化规划的一种柔性神经模糊推理系统

该文基于泛逻辑学提出一种新颖的柔性神经模糊推理系统,用命题间的广义相关性和广义自相关性去解释系统推理模式的连续可变,以及命题真值的测量误差,以期实现真正的智能控制系统,并采用了将进化规划同生物免疫思想中的浓度机制及多样性保持策略相结合的免疫进化规划学习算法,自适应地学习系统参数。最后通过倒立摆的仿真实验体现了该推理系统的可用性和有效性。     

密码子用法数据库辅助工具CUDassist的开发

密码子用法的研究是遗传密码的进化、基因的水平转移、基因表达的调控和异源表达的优化等领域不可或缺的内容.2个重要的密码子用法在线服务密码子用法数据库(CUD)和图形化密码子用法分析器(GCUA)为研究者提供了有力的数据支持,但仍存在一些问题,如密码子用法数据库可接受的检索方式过于单一,在特定密码子用法表(CUT)中Fraction参数值显示有误,图形化密码子用法分析器仪提供2个密码子用法表的比对视图等.本文针对这些问题,研发了密码子用法数据库辅助工具"CUDassist",做出4个改进: (1)增加密码子用法数据库的可检索方式;(2)修正密码子用法数据库中Fraction值显示错误的问题;(3)在密码子用法表中直接给出相对适应度(RA)参数值;(4)提供多个密码子用法表的比对视图.从而为研究者提供更方便、准确和丰富的密码子用法的信息,并在一定程度上有效融合了密码子用法数据库和图形化密码子用法分析器的功能,实现一站式服务.     

基于人工免疫系统的旋转机械故障诊断技术研究

将人工免疫系统中的阴性选择算法应用于旋转机械故障诊断,构建了一个完整的故障诊断流程。在对设备振动信号的各种模式空间进行二进制编码的基础上,将阴性选择算法与无量纲指标相结合,训练产生多种无量纲免疫检测器进行集成诊断。最后通过对一组实验数据的处理描述了免疫检测器的构建过程。     

一种用于网络入侵检测的免疫克隆策略

网络入侵检测当前面临的主要问题是如何迅速有效地检测出未知模式的入侵。借鉴生物免疫系统中的自进化学习机制,我们设计一种免疫克隆算法,该算法以生物免疫的自我非我识别为基础。进一步引入免疫克隆学习机制以提高算法对入侵模式识别的效率和正确率。论述参数的设置,并且系统不再简单地丢弃穷举法中与self匹配的候选检测器,而是对它们进行进化,引导它们偏离self集合,生成检测器。论述免疫克隆算法的具体细节,并完成相应的验证实验。实验表明该算法具有较好的识别未知模式的能力。     

高通量高频密码子软件HighCodon的开发

特殊密码子的鉴别是密码子用法研究中的重要课题,对基因工程领域中密码子优化的实验设计起到关键性作用。高频密码子提供了其中1种方法,但其界定标准仍存有问题。本文研发的高通量高频密码子软件HighCodon,解决了在海量序列数据中检验该标准的适用性问题的瓶颈,为相关研究提供有力的工具支持。该软件主要包括3个功能模块,即输入解析模块、密码子用法表生成模块和高频密码子鉴别模块,并具备3个显著特点:(1)多数据源性,可接受3种类型的输入,即本地FASTA格式的序列文件、本地密码子用法表(CUT)格式的CUT文件和远程密码子用法数据库(CUD)的CUT地址,兼顾本地和远程两种数据来源;(2)高灵活性,支持3种输入的混合形式;(3)高通量性,多条输入记录的批量处理。该软件与重要在线服务CUD具有良好的整合,可方便获取高达35799个物种的CUT,同时进行高频密码子分析。此外,为了便于CUT数据存储和交换,本文参照FASTA格式,提出1种CUT格式。     

汽车装配车间生产计划调度系统的设计与开发

论述了汽车装配车间在企业顺利生产中的重要性,建立了车间生产计划与调度的同时优化模型。基于免疫算法以概率1收敛的特点,选用免疫算法并将之进行适当组合得到交替式免疫算法来对该模型进行求解,以达到计划和调度同时优化的目的。在进行理论研究的基础上,根据南京某汽车厂的实际需求设计出了生产计划与调度系统方案,并使用组件化技术,开发出了基于．NET平台和B／S模式的汽车装配车间生产计划与调度系统,最终满足实际生产要求,达到了高效信息管理的目标。     

抑癌基因p53密码子偏好性分析及其突变致癌预测

p53是人类恶性肿瘤中最常见的突变基因,与人类肿瘤的发生相关性最高,也是基因研究中热度最高的基因之一。为深入研究人类p53基因突变机理,选取了6条人类p53基因mRNA序列。首先,利用基于RSCU方法下的多重变量分析软件CodonW对影响密码子使用的各项参数进行计算和统计分析,分析可得,密码子适应指数(CAI)与最优密码子使用频率(FOP)、密码子偏爱指数(CBI)均呈极显著正相关(p<0.01);有效密码子数(ENC)与密码子偏爱指数(CBI)、GC含量、GC3s、最优密码子使用频率(FOP)、第三位碱基G3s、密码子适应指数(CAI)均呈极显著负相关(p<0.01)。然后,再利用QRSCU编码方法,对p53密码子偏好性间距进行了分析设计,得出了基于拟氨基酸编码的方法能充分体现p53密码子对同义密码子的一致偏好性的结论,且p53基因更偏好使用以c或g结尾的同义密码子。以上各项参数也充分验证了拟氨基酸编码方法与p53密码子偏好性研究结果的紧密关联性。最后,结合前人对抑癌基因p53突变致癌的研究,对该6条基因序列作了病变预测,从而为人类恶性肿瘤的预防和预测提供重要的理论依据。     

一种决策模型的自动生成及管理系统

本文说明了一种决策模型的自动生成及管理系统的设计与实现方法。该系统能够辅助人们去建立一种基于决策表的决策模型，自动进行各种检验，并能将此模型转换成另外两种决策模型。此外，它还具有决策模型库和应用案例库的管理功能。该系统已成功地运用到多个大型信息系统的开发之中。     

XML环境下系统模型研究

文章首先简要阐明了XML文档必将成为分布式环境下信息的主要载体这一趋势,同时指出这将对信息系统的模型结构产生重大的影响。文中就系统模型如何无缝融合XML及相关技术,如何改进系统模型来充分发挥XML的优势等一系列值得关注的问题进行了分析。最后提出了一种适宜XML应用的系统模型,并就其可行性进行了论证。     

水中对抗仿真系统实体模型管理问题的研究

水中对抗作战仿真系统是模拟水中武器对抗作战的网上仿真演练系统。对于大规模的仿真演练,必然要求开发有效的、功能完善的模型管理系统。该文介绍了开发仿真实体模型管理系统过程中的方法：首先从系统仿真建模工作开始进行分析和研究,采用层次化、模块化建模并将仿真模型与仿真实验平台有效分离,规范了建模过程,分析了采用DLL技术在模型实现中的应用,并根据模型的特点,分析了采用模型库与模型管理系统对仿真模型进行管理的方法。     

The Function Model of Monitoring and Diagnosis System Based on Multiagent

智能监测与诊断是现代故障诊断的发展方向。采用组件化思想构建了基于多Agent的监测与诊断系统功能模型,并对该模型中的每一功能Agent的内部结构作了详细的描述。该模型具有统一的信息接口,根据实际监测对象的不同,可以选用不同的功能组件构建系统。该模型对智能监测与诊断系统的实现具有一定的指导意义,有利于建立集成化、智能化、自动化和网络化的诊断系统。     

基于J2EE的网络管理系统资源整合

在J2EE技术的基础上,提出了一个网络管理系统模型。该模型继承了J2EE良好的可扩展性、分布式特性和基于Web等特性,可以作为一种整合现有网络管理系统资源的解决方案,也可以作为一个独立的网络管理系统开发模型。     

Linux下网络通信的自调节模型*

在基于C/S模式的数据库管理系统的实现中,网络通信部分的性能对整个系统的影响是很大的。在一种基于排队的网络通信模型的基础上提出了一种自调节模型,该模型能够自动调节系统的各项参数配置,以使系统始终具有良好的通信性能。     

A computational neuromusculoskeletal model of human arm movements

This work proposes a computational neuromusculoskeletal model of human arm movements. The model consists of three components: the supraspinal neural control system, the spinal motor system, and the muscle-tendon actuation system. In the supraspinal neural system model, the cerebellum is regarded as having feedforward control and the cerebrum as feedback control principally based on the feedback-error learning scheme. This computational model proposes that the feedforward control of the cerebellum may not need to be an explicit locus of an inverse dynamic model. This model also includes the modularly organized spinal motor system such that it simplifies controlling redundant muscular actuators. Cerebellar feedforward control and the spinal motor system are assumed to be adaptive. The two motor adaptations seem to synergistically promote motion flexibility and simplify the neural system structure. The neural control system is combined with the Hill-type muscle-tendon model to generate arm movement. The overall model proposes that an approximate inverse dynamic model may implicitly be constructed over the integrated neuromusculoskeletal system, and it is not necessary to be explicitly computed in a specific motor system. To cope with the human neural system, neuromuscular activation dynamics and neural transmission delays are included in the model. A computational simulation study using the model was implemented to verify the feasibility of the model. Center out reaching movements and learning of those movements as well s generations of figure eightlike movements were computationally tested. A plausible motor control scheme of movement is discussed using the model.     

基于数据仓库的联机分析挖掘系统

基于数据仓库的联机分析挖掘系统的应用已成为趋势，设计并实现了一个应用模型。该模型建立了一个B／S架构的双服务器数据仓库，将数据挖掘与OLAP思想相结合，提供多维度事务内、事务间关联规则的挖掘。介绍了系统设计思想和体系结构，对系统的各部分功能进行了分析，并在此基础上提出了传统OLAP系统到OLAM系统平滑过渡的解决方案。     

基于对象分布式实时系统的容错模型研究

该文在基于对象的分布式实时系统调度模型研究的基础上,对G-Net模型进行了扩展,即给出了一种基于时间约束G-Net的分布式实时系统容错模型。该模型提供了容错和模块化机制,降低了分布式实时系统设计的复杂性,提高了系统的可维护性,有助于大型复杂可靠的分布式实时系统的设计。最后,该文还给出了基于时间约束G-Net模拟器的结构。     

集群计算系统的模型结构

对集群计算环境进行了抽象的分析和概述，并建立了一个集群计算系统的模型，该模型为理解、分析和评价一个实际的集群系统提供了有力的工具。