Δικτυακές υπογραφές και μοτίβα σε Βιολογικά Δίκτυα σχετιζόμενα με Νευροεκφυλιστικές νόσους = Neurodegenerative disease-related signatures and motifs in Biological Networks

Περίληψη

Large-scale studies associated with genes have unraveled networks of a vast amount of biological interactions. Neurodegenerative diseases, due to complex biochemistry and pathology in conjunction with lack of mechanism-based treatments are a major sector of scientific and clinical interest. Network and pathway analysis have given the opportunity to apply novel approaches in studies regarding the identification of dysregulated components in complex diseases. Network analysis enables multisource integration of information such as known pathway annotations, protein interactions and other molecular profiling data. Inspired by network perspectives, in the current study, will be carried out extensive bibliographic research and collection of available scientific and bibliographic data from international repositories on major neurodegenerative diseases. Networks will be constructed using various questions of pairwise relationships and will be analyzed through network metrics, such as degree, closeness, betweenness eigenvector centrality and small world property. Disease-disease networks based on the number of their pairwise common genes, common pathways, common hubs, common bridges and common articulation points will be constructed. Furthermore will be detected signatures / motifs appearing in various situations / diseases. These motifs will be correlated with potential functional roles and critical pathways (molecular mechanisms) and important gene /
protein groups will be sought by type of disease.
KEY WORDS: Neurodegenerative Diseases, Network Analysis, Motifs detection, Common genes, Common Pathways

Μελέτες μεγάλης κλίμακας συσχετιζόμενες με γονίδια έχουν οδηγήσει στην κατασκευή μεγάλων δικτύων βιολογικών αλληλεπιδράσεων. Οι νευροεκφυλιστικές ασθένειες, λόγω της σύνθετης βιοχημείας που τις χαρακτηρίζει, είναι ένας σημαντικός τομέας επιστημονικού και κλινικού ενδιαφέροντος. Η ανάλυση δικτύων και κοινών υπογραφών έδωσε την ευκαιρία για διαφορετικές προσεγγίσεις όσον αφορά την μελέτη και την αναγνώριση των μη ρυθμισμένων συστατικών σε πολύπλοκες ασθένειες. Η ανάλυση δικτύων καθιστά δυνατή την ενσωμάτωση πληροφοριών όπως μονοπατιών, αλληλεπιδράσεων πρωτεϊνών και άλλων δεδομένων μοριακής μορφολογίας. Εμπνευσμένη από τις προοπτικές του δικτύου, στην τρέχουσα μελέτη θα διεξαχθεί εκτεταμένη βιβλιογραφική έρευνα και συλλογή διαθέσιμων επιστημονικών και βιβλιογραφικών δεδομένων από διεθνή αποθετήρια για σημαντικές νευροεκφυλιστικές νόσους. Τα δίκτυα θα κατασκευαστούν με την εφαρμογή διαφόρων ερωτημάτων συσχέτισης και θα αναλυθούν μέσω μετρήσεων του δικτύου, όπως ο βαθμός, η εγγύτητα, η απόσταση μεταξύ τους, και η συνδεσιμότητας «μικρού κόσμου» (small world). Κυρίως εξάγονται δίκτυα μεταξύ ασθενειών με βάση τον αριθμό των κοινών γονιδίων τους, των κοινών υπογραφών, κόμβων, γεφυρών και σημείων αρθρώσεως. Επιπλέον, εντοπίζονται υπογραφές / μοτίβα που εμφανίζονται σε διάφορες καταστάσεις / ασθένειες. Αυτά τα
μοτίβα θα συσχετιστούν με τους δυνητικούς λειτουργικούς ρόλους και τις κρίσιμες υπογραφές (μοριακοί μηχανισμοί) και θα αναζητηθούν ομάδες γονιδίων / πρωτεϊνών σημαντικές ως προς την κάθε ασθένεια.
ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ: Νευροεκφυλιστικές Ασθένειες,, Ανάλυση Δικτύων, Εντοπισμός Μοτίβων, Κοινά Γονίδια, Κοινές Υπογραφές