Luận văn thạc sĩ về dự đoán tương tác protein sử dụng kỹ thuật khai phá dữ liệu

• Tác giả: Phạm Văn Hiếu
• Người hướng dẫn: TS. Đặng Thanh Hải
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ thông tin
• Đề tài: Dự đoán tương tác protein - protein sử dụng kỹ thuật khai phá dữ liệu
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
• 1.2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. CÁC KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN PROTEIN
• 2.1.1. Cấu trúc Protein
• 2.1.2. Chức năng của Protein
• 2.1.3. Định nghĩa quan hệ tương tác protein – protein (PPI)
• 2.1.4. Tầm quan trọng của tương tác protein – protein
• 2.2. KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KHAI PHÁ DỮ LIỆU
• 2.2.1. Định nghĩa về khai phá dữ liệu
• 2.2.2. Định nghĩa về học có giám sát
• 2.2.3. Khái niệm về thuật toán phân lớp trong học có giám sát
• 2.2.4. Bài toán phân lớp
• 2.2.5. Tổng quan về một số thuật toán phân lớp cơ bản
• 3. CHƯƠNG 3: DỰ ĐOÁN TƯƠNG TÁC PROTEIN - PROTEIN
• 3.1. MÔ HÌNH DỰ ĐOÁN TƯƠNG TÁC PROTEIN – PROTEIN
• 3.2. XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM
• 3.2.1. Xây dựng bộ dữ liệu
• 3.2.2. Trích xuất thuộc tính/đặc trưng
• 3.2.3. Lựa chọn thuộc tính/đặc trưng
• 3.2.4. Phân lớp đặc trưng
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ KẾT LUẬN
• 4.1. CHƯƠNG TRÌNH CÀI ĐẶT
• 4.1.1. Yêu cầu cấu hình
• 4.2. KẾT QUẢ DỰ ĐOÁN TƯƠNG TÁC PROTEIN - PROTEIN
• 4.3. HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về tƣơng tác protein

Tƣơng tác protein là một trong những khía cạnh quan trọng nhất trong sinh học phân tử. Tƣơng tác protein – protein (PPI) không chỉ ảnh hưởng đến chức năng của tế bào mà còn quyết định nhiều quá trình sinh học khác nhau. Việc hiểu rõ về các tƣơng tác protein giúp các nhà khoa học phát hiện ra vai trò của các protein mới và cải thiện các phương pháp điều trị bệnh. Theo nghiên cứu, các phương pháp truyền thống như hóa sinh thường tốn kém và mất thời gian. Do đó, việc áp dụng khai phá dữ liệu để dự đoán các tƣơng tác protein trở nên cần thiết. Sự phát triển của công nghệ thông tin và khai phá dữ liệu đã mở ra hướng đi mới cho việc nghiên cứu và dự đoán các tƣơng tác protein một cách hiệu quả hơn.

II. Khái niệm và tầm quan trọng của khai phá dữ liệu

Khai phá dữ liệu là một lĩnh vực đa ngành, kết hợp giữa trí thông minh nhân tạo, thống kê và lý thuyết thông tin. Khai phá dữ liệu cho phép các chương trình học tập và tự động cải thiện từ kinh nghiệm. Trong bối cảnh dự đoán tƣơng tác protein, khai phá dữ liệu giúp xây dựng các mô hình phân lớp để phân loại các mối quan hệ protein – protein thành nhóm tương tác và không tương tác. Việc áp dụng các thuật toán như Naïve Bayes, cây quyết định hay SVM trong khai phá dữ liệu đã chứng minh hiệu quả trong việc phân loại và dự đoán. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao độ chính xác trong việc phát hiện các tƣơng tác protein mới.

III. Mô hình dự đoán tƣơng tác protein

Mô hình dự đoán tƣơng tác protein được xây dựng dựa trên các thuật toán phân lớp tổng hợp. Mô hình này kết hợp nhiều bộ phân lớp đơn lẻ để tạo ra một mô hình mạnh mẽ hơn. Việc xây dựng mô hình này bao gồm các bước như xây dựng bộ dữ liệu, trích xuất và lựa chọn thuộc tính. Các thuộc tính này được sử dụng để phân lớp các cặp protein – protein. Kết quả thực nghiệm cho thấy mô hình này có khả năng dự đoán chính xác hơn so với các phương pháp truyền thống. Điều này mở ra cơ hội cho việc áp dụng mô hình vào thực tế, giúp các nhà nghiên cứu có thể phát hiện và xác định các tƣơng tác protein mới một cách hiệu quả.

IV. Kết quả thực nghiệm và ứng dụng

Kết quả thực nghiệm cho thấy mô hình dự đoán tƣơng tác protein đạt được độ chính xác cao. Các phương pháp khai phá dữ liệu đã được áp dụng thành công trong việc phân loại các cặp protein. Hệ thống này không chỉ giúp phát hiện các tƣơng tác protein mới mà còn có thể được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như y học, sinh học phân tử và công nghệ sinh học. Việc phát triển các mô hình dự đoán này có thể hỗ trợ các nhà khoa học trong việc nghiên cứu và phát triển các liệu pháp điều trị mới cho các bệnh liên quan đến protein.