時間生物學(xué)研究的復(fù)雜性在于,除了遺傳學(xué)背景沐绒、環(huán)境因素以及干預(yù)方式的變異俩莽,還需要考慮上時間這個維度。因此洒沦,通過標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計學(xué)手段豹绪,機(jī)械地整合不同背景下的數(shù)據(jù),很難對廣泛存在的晝夜節(jié)律現(xiàn)象進(jìn)行有效的探索申眼。通過應(yīng)用實例瞒津,我們將一些高階的應(yīng)對辦法稍作總結(jié),具體如下括尸。
鄒檢驗
鄒檢驗(Chow test)巷蚪,即鄒至莊檢驗,是由經(jīng)濟(jì)學(xué)家鄒至莊于1960年提出的濒翻,多被用于社會經(jīng)濟(jì)模型結(jié)構(gòu)變化檢驗屁柏。經(jīng)濟(jì)模型必須與所考慮時期的實際經(jīng)濟(jì)規(guī)律相適應(yīng)啦膜。實際經(jīng)濟(jì)關(guān)系變化了,經(jīng)濟(jì)模型就會出現(xiàn)相應(yīng)的改變淌喻。這樣僧家,模型結(jié)構(gòu)變化就成為社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)建模的一個基本特點。
實際上裸删,在時間序列分析中八拱,鄒檢驗就被普遍地用來檢驗結(jié)構(gòu)性變化是否存在。
cv-SVD
cv-SVD(Complex-Valued Singular-Value Decomposition )
當(dāng)依次保留較大的奇異值λ的時涯塔,A的特征會逐漸呈現(xiàn)肌稻。其幾何學(xué)意義即類似“像素”,如下圖匕荸。
應(yīng)用
Jake Yeung等人通過轉(zhuǎn)錄組測序爹谭,獲得了一系列骨骼肌的maker基因。從中發(fā)現(xiàn)了它們的震蕩過程在棕色脂肪與骨骼肌組織中呈現(xiàn)一個相反的趨勢榛搔。因而提出假設(shè):體溫節(jié)律對肌源性基因的表達(dá)诺凡,在骨骼肌與棕色脂肪組織中呈現(xiàn)相反的線索。
ZeitZeiger药薯、Oscope绑洛、CYCLOPS
另外已經(jīng)出現(xiàn)多種手段如ZeitZeiger、Oscope童本、CYCLOPS真屯,找到了節(jié)律標(biāo)記基因。以此可以推斷人體的內(nèi)在節(jié)律穷娱“竽瑁可以理解成我們就可以通過對這些標(biāo)記基因的檢測,來推斷當(dāng)時采樣的“時間”泵额。這也為我們以后的研究打開了一扇門:通過小樣本機(jī)器學(xué)習(xí)的方法確定標(biāo)記基因配深,再去大樣本的數(shù)據(jù)庫中獲取更多組學(xué)的數(shù)據(jù),以此開拓了更為廣闊的研究思路嫁盲。
線性組合
這類方法很多用于次晝夜節(jié)律(如12小時節(jié)律)羞秤。比如肝臟就存在著明顯的12小時節(jié)律缸托,更有趣的24小時內(nèi)對應(yīng)的兩個峰值,是分別由時間和進(jìn)食循環(huán)調(diào)控的瘾蛋。
參考資料
- Yeung J , Naef F . Rhythms of the Genome: Circadian Dynamics from Chromatin Topology, Tissue-Specific Gene Expression, to Behavior[J]. Trends in Genetics, 2018.
- Yeung J , Mermet, Jér?me, Jouffe, Céline, et al. Transcription factor activity rhythms and tissue-specific chromatin interactions explain circadian gene expression across organs[J]. Genome Research, 2017:gr.222430.117.
- "如何讓奇異值分解(SVD)變得不“奇異”俐镐? "http://redstonewill.com/1529/