一种新的度量生物复杂网络模块性的方法  

A Novel Method for Measuring the Modularity of Biological Complex Networks

作　　者：刘齐军[1,2] 王正华[1] 郭昊[2] 孙汉昌[2,3] 刘万霖[2] 朱云平[2] 

机构地区：[1]并行与分布处理国家重点实验室,湖南长沙410073 [2]蛋白质组学国家重点实验室北京蛋白质组研究中心,军事医学科学院放射与辐射医学研究所,北京102206 [3]国防科学技术大学机电工程与自动化学院自动控制系,湖南长沙410073

出　　处：《计算机工程与科学》2010年第8期112-116,148,共6页Computer Engineering & Science

基　　金：国家自然科学基金资助项目(60603054;30621063);国家973计划资助项目(2006CB910706;2006CB910800);国家863计划资助项目(2006AA02A312);蛋白质组学国家重点实验室开放课题基金资助项目(SKLP-O200811)

摘　　要：在生命科学领域,生物网络的概念也被大量引入,用以系统地表示复杂的生物过程。模块性是很多复杂网络都具有的特征,因此生物网络模块性的研究成为系统生物学一个重要的研究方向。为了更加深入地了解生物系统的组成和机理,本文提出了一种度量网络模块性的新方法,并将该序列指标应用于酵母转录因子调控网络和多个物种的代谢网络,结果发现酵母转录因子调控网络并不具有模块性而代谢网络具有显著的模块性。在应用中,代谢网络的功能模块度与平均聚类系数的相关性还说明我们的指标比平均聚类系数更适合刻画网络的功能模块性。另外,该指标的提出使得各种不同物种网络模块性的比较或者各种不同模块划分(或识别)方法的评价成为可能。In life science, biological networks usually describe the complex biological processes systematically. Modularity is one of the basic properties of many complex networks. So, biological network modularity is an important research subject of the system biology. Here, we propose a new method to measure the modularity of these networks, and apply it on the yeast transcriptional factors regulatory network and the metabolic networks of several organisms. The results show that the former is not of functional modularity while the latter＇s functional modularity is significant. And the application in the metabolic network describes that our index is more suitable for the functional modularity of networks than ACC （Average Cluster Coefficient）. In addition, it is effective to do the comparisons between the modularity of differential biological net- works or differential module identifying methods by using this method.

关 键 词：复杂网络 生物网络 模块性 内聚性 耦合性 

分 类 号：Q811.4[生物学—生物工程]