Fehérjehálózat “skálafüggetlen” Jeong et al, Nature (2001)

Az előadások a következő témára: "Fehérjehálózat “skálafüggetlen” Jeong et al, Nature (2001)"— Előadás másolata:

1 Fehérjehálózat “skálafüggetlen” Jeong et al, Nature (2001)

2 Szociális (társas kapcsolatokon alapuló) hálózatok osztályok guppik

3 A nagy (mega) hálózatok felépítése a bennük levő sűrűbben összekötött részek (modulok/csoportosulások) szempontjából - Aktív kutatási terület - Hogy nézhet ki egy nagy hálózat? Véletlen fa Determinisztikus, csak hurkok Véletlen „gabalyodások”

4 Alapvető megfigyelések: Egy nagy, komplex hálózat mindig speciális belső szerkezettel bír (moduláris; a funkciót a szerkezet biztosítja) A szerkezet tipikusan hierarchikus (azaz valamiféle önhasonlósággal rendelkezik) Lényeges új szempont: a modulok átfedései kulcsfontosságúak “boglya”, nincs funkció Túl erős megszorítás, limitált funkció A komplexitás valahol a véletlen és a szabályos között van

5 Az átfedések szerepe

6 Modulok keresése Két csúcs egy modulhoz tartozik, ha össze lehet Kötni őket szomszédos k-klikkeken keresztül 4-klikk Régi, hierarchikus keresés k-klikk gördítés

7 Modulok keresése 4-klikk Régi, hierarchikus keresés k-klikk gördítés Két csúcs egy modulhoz tartozik, ha össze lehet Kötni őket szomszédos k-klikkeken keresztül

8 a 4-clique Modulok keresése Régi, hierarchikus keresés k-klikk gördítés Két csúcs egy modulhoz tartozik, ha össze lehet Kötni őket szomszédos k-klikkeken keresztül

9 “Hálózatok hálózata” DIP (S. cerevisiase, élesztőgomba) A többi hálózat, amit vizsgáltunk, sokkal nagyobb! Yc072c jelű fehérje funkciójának indikációja G. Palla, I. Derényi, I. Farkas, and T. V. Nature, 2005

10 Modulok átfedésének eloszlása tagságok száma.

11 B.A,G.P,I.D,I.F,T.V.: BIOINFROMATICS 2006

12 Marked: predicted cellular sub- process

13 protein-gene interactions protein-protein interactions PROTEOME GENOME Citrate Cycle METABOLISM Bio-chemical reactions

14 Boehring-Mennheim

15 Metabolic Network Nodes : chemicals (substrates) Links : chem. reaction

16 Global flux organization in the E. coli metabolic network E. Almaas, B. Kovács, T. V., Z. N. Oltvai, A.-L. Barabasi, Nature (2004). SUCC: Succinate uptake GLU : Glutamate uptake Central Metabolism, Emmerling et. al, J Bacteriol 184, 152 (2002) Searching for optimal (max biomass) solutions experiments

17 Inhomogeneity in the local flux distribution ~ k -0.27 Mass flows along linear pathways

18

19 Data: collaboration graphs in (M) Mathematics and (NS) Neuroscience Erdős szám (Ei=2,W=8,BG=4) R. Faudree 1976 1979 L. Lovász P. Erdős B. Bollobás Társszerzői hálózatok

20

21 A mobilhívási hálózat egy parányi része Egy társszerzői hálózat pici részlete (más jellegű)

22 Kvantitatív társas csoportdinamika nagy skálán G. Palla, A-L Barabási, V.T. (Nature, 2007 április)

23 Kis és nagy csoportosulások időfejlődése s – csoport mérete t – idő (hónapokban) Példák a társzerzői hálózat adatai alapján

24 Annak a valószínűsége, hogy egy csoport felbomlik, ha a csoporttagok külső kapcsolatainak együttes súlyfaktora W out Belső ábra: Egy csoport várható élettartama a többi csoportokkal való együttműködés függvényében (társszerzőkre van egy optimális szint!) Társas csoport élettartamának előrejelzése

25 Komplex biológiai és szociológiai rendszereket hálózatokkal írhatjuk le Az elemzés predikciókra alkalmas (fehérje funkciója, várható események előrejelzése, stb.) A jövőben a hálózatelemzési technikákon alapuló optimalizáció elterjed. A folytonos adatgyűjtés és az eredmények folyamatos visszatáplálása a rendszerek (organizmusok, cégek, stb.) kifinomult vezérlését teszi majd lehetővé Köszönöm a figyelmet http://angel.elte.hu/~vicsek ELTE-s hálózatkutatási csoportunk: Pollner P., Palla G., T.V., Farkas I., Derényi I., Ábel D.

26

27

28 Home page of CFinder

29 Screen shot of CFinder This will also become a commercial product by Firmlinks with GORDIO, a Budapest based HR company

30 P(k) – fokszám C(k) – klaszterezettség mértéke (k) – szomszédok átlagos fokszáma, ha a saját k csoportosulások egyének Eloszlások (k=3)

31 Iskolai baráti kapcsolatok hálózata M. Gonzalez, J. Kertész, H. Herrmann, V.T. Három iskola az Add-Health iskolai barátsági adatbank alapján 7-12 évfolyamok

32