Natalie 2.0: alineación de red global dispersa como un caso especial de asignación cuadrática
Autores: El-Kebir, Mohammed; Heringa, Jaap; Klau, Gunnar W.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2015
Acceso abierto
Artículo científico
2015
Natalie 2.0: alineación de red global dispersa como un caso especial de asignación cuadrática
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Datos
Interacciones moleculares
Análisis de redes
Métodos de comparación con conciencia de la topología
Alineación global de redes
Alineación de redes dispersas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Los datos sobre interacciones moleculares están aumentando a un ritmo tremendo, mientras que el desarrollo de métodos sólidos para analizar estos datos de red aún se encuentra rezagado. Esto se aplica en particular al campo del análisis de redes comparativas, donde se busca identificar similitudes entre redes biológicas. Dado que la funcionalidad biológica opera principalmente a nivel de red, hay una clara necesidad de métodos de comparación conscientes de la topología. Presentamos un método para el alineamiento global de redes que es rápido y robusto, y puede tratar de manera flexible con varios esquemas de puntuación teniendo en cuenta tanto las correspondencias de nodo a nodo como las topologías de red. Explotamos que el alineamiento de redes es un caso especial del bien estudiado problema de asignación cuadrática (QAP). Nos centramos en el alineamiento de redes dispersas, donde cada nodo solo puede asignarse a un conjunto típicamente pequeño de nodos en la otra red. Esto corresponde a una instancia de QAP con una matriz de pesos simétrica y dispersa. Obtenemos límites superiores e inferiores sólidos para el problema mejorando un enfoque de relajación lagrangiana e introducimos la herramienta de software de código abierto Natalie 2.0, una implementación públicamente disponible de nuestro método. En un extenso estudio computacional sobre redes de interacción de proteínas para seis especies diferentes, encontramos que nuestro nuevo método supera a métodos alternativos establecidos y recientes de última generación.
Descripción
Los datos sobre interacciones moleculares están aumentando a un ritmo tremendo, mientras que el desarrollo de métodos sólidos para analizar estos datos de red aún se encuentra rezagado. Esto se aplica en particular al campo del análisis de redes comparativas, donde se busca identificar similitudes entre redes biológicas. Dado que la funcionalidad biológica opera principalmente a nivel de red, hay una clara necesidad de métodos de comparación conscientes de la topología. Presentamos un método para el alineamiento global de redes que es rápido y robusto, y puede tratar de manera flexible con varios esquemas de puntuación teniendo en cuenta tanto las correspondencias de nodo a nodo como las topologías de red. Explotamos que el alineamiento de redes es un caso especial del bien estudiado problema de asignación cuadrática (QAP). Nos centramos en el alineamiento de redes dispersas, donde cada nodo solo puede asignarse a un conjunto típicamente pequeño de nodos en la otra red. Esto corresponde a una instancia de QAP con una matriz de pesos simétrica y dispersa. Obtenemos límites superiores e inferiores sólidos para el problema mejorando un enfoque de relajación lagrangiana e introducimos la herramienta de software de código abierto Natalie 2.0, una implementación públicamente disponible de nuestro método. En un extenso estudio computacional sobre redes de interacción de proteínas para seis especies diferentes, encontramos que nuestro nuevo método supera a métodos alternativos establecidos y recientes de última generación.