Journal of KIISE:Computer Systems and Theory (한국정보과학회논문지:시스템및이론)

Korean Institute of Information Scientists and Engineers (한국정보과학회)
권호 표지

An Algorithm for Spot Addressing in Microarray using Regular Grid Structure Searching

균일 격자 구조 탐색을 이용한 마이크로어레이 반점 주소 결정 알고리즘

  • 진희정 (부산대학교 전자계산학과) ;
  • 조환규 (부산대학교 전기전자정보컴퓨터공학부)
  • Published : 2004.10.01
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Abstract

Microarray is a new technique for gene expression experiment, which has gained biologist's attention for recent years. This technology enables us to obtain hundreds and thousands of expression of gene or genotype at once using microarray Since it requires manual work to analyze patterns of gene expression, we want to develop an effective and automated tools to analyze microarray image. However it is difficult to analyze DNA chip images automatically due to several problems such as the variation of spot position, the irregularity of spot shape and size, and sample contamination. Especially, one of the most difficult problems in microarray analysis is the block and spot addressing, which is performed by manual or semi automated work in all the commercial tools. In this paper we propose a new algorithm to address the position of spot and block using a new concept of regular structure grid searching. In our algorithm, first we construct maximal I-regular sequences from the set of input points. Secondly we calculate the rotational angle and unit distance. Finally, we construct I-regularity graph by allowing pseudo points and then we compute the spot/block address using this graph. Experiment results showed that our algorithm is highly robust and reliable. Supplement information is available on http://jade.cs.pusan.ac.kr/~autogrid.

최근 마이크로어레이 실험기술의 개발로 인해서 생물학자들은 한꺼번에 수천 혹은 수만 개의 유전자 발현실험이 가능하게 되었다. 마이크로어레이를 이용한 유전자 발현 패턴 분석에 필요한 이미지의 분석 작업은 사용자의 많은 수작업이 필요하며, 올바른 결과를 얻기 위해서 많은 주의가 필요하다. 그러므로 사용자의 수작업을 최소화하고 정확한 발현결과를 얻기 위해서 마이크로어레이 이미지의 자동 분석 방법이 필요하다. 일반적으로 마이크로어레이 데이타는 반점(spot) 위치의 변동이나 모양, 크기가 고르지 않는 것과 같은 다양한 문제로 인하여 자동 분석이 어렵다. 특히 블록과 반점의 주소를 결정하는 것은 마이크로어레이 분석 중 어려운 단계이며, 대부분 상용 프로그램에서는 수작업을 통해서 해결하거나, 수작업이 필요한 반자동시스템을 이용하고 있다. 본 논문에서는 균일 격자(regular grid) 구조 탐색을 이용하여 새로운 블록과 반점의 주소를 결정하는 알고리즘을 소개한다. 본 알고리즘에서는 입력된 반점들의 중심점을 이용하여, 균등 일직선 서열(equally spaced and collinear sequence)을 생성하고 이를 통하여 이미지의 기울기와 단위길이를 계산한다. 계산되어진 기울기와 단위길이를 이용하여 가상점을 허용한 균등 일직선서열을 다시 생성하고, 이를 이용하여 마이크로어레이의 주소를 결정한다. 실험 결과 다양한 실험 데이터에 대하여 매우 안정적이며, 신뢰성이 높은 결과를 얻을 수 있었다. 본 알고리즘에 대한 자세한 정보는 http://jade.cs.pusan.ac.kr/~autogrid에 정리되어 있다.

Keywords

References

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