項目申請報告書國創(chuàng)

..>工程級別工程大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練方案工程申請書〔創(chuàng)新訓(xùn)練工程〕工程名稱：基于隨機(jī)森林的SNP關(guān)聯(lián)性分析系統(tǒng)工程負(fù)責(zé)人：王睿然指導(dǎo)教師：楊利英所在院系：計算機(jī)學(xué)院研究起止時間：2013年11月至2014年11月西安電子科技大學(xué)教務(wù)處二○一三年十一月制填表說明一、填寫申請書前，請先查閱教務(wù)處網(wǎng)站關(guān)于國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練工程管理方法及申請通知。二、申請書的各項內(nèi)容，要實事求是，表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn)。第一次出現(xiàn)的縮寫詞，需注出全稱。三、"工程申請書"要按順序逐項填寫，空缺項要填"無〞。要求一律用A4紙雙面打印，于左側(cè)裝訂成冊?？删W(wǎng)上下載、自行復(fù)印或加頁，但格式、內(nèi)容、大小均須與原件一致。電子版填表字體用小四號宋體，單倍行距，申請書一式五份交到各學(xué)院辦公室。四、"工程申請書"中欄目"一至九〞由學(xué)生填寫，欄目"十至十二〞由教師填寫，欄目"十三、十四〞由工程負(fù)責(zé)人所在學(xué)院填寫。工程名稱基于隨機(jī)森林的SNP關(guān)聯(lián)性分析系統(tǒng)工程來源√導(dǎo)師課題□自主選題□競賽工程□其它來源申請經(jīng)費(fèi)〔范圍2000-1000元〕5600工程完成時間申請人(團(tuán)隊)**性別身份證號碼專業(yè)班級手機(jī)E-mail王睿然03121366男4031214班383413378qq.李德江03121365男3031214班946605378qq.楊靜雯03121319女5031214班545373219qq.一、工程組成員情況介紹〔包括自身具備的知識條件，有何特長、興趣，參加哪些科技事件創(chuàng)新活動等〕王睿然：大學(xué)二年級學(xué)生，有較扎實的算法根底，對算法類知識有著濃厚的興趣，尤其愛好數(shù)學(xué)。參加過數(shù)模校賽；有較好的數(shù)學(xué)功底，參加過今年的全國大學(xué)生數(shù)學(xué)競賽，獲得參加決賽資格〔2014年3月份比賽〕；對硬件感興趣，參加過星火杯，與隊友一起研發(fā)了單片機(jī)智能避障小車；能熟練使用matlab、lingo等編程軟件，能夠熟練運(yùn)用C語言。英語水平高，有較高的閱讀英文文檔的能力。學(xué)習(xí)成績突出，屢次獲得校級獎學(xué)金。李德江：大學(xué)二年級學(xué)生，擔(dān)任班長職務(wù)，積累了豐富的協(xié)調(diào)管理經(jīng)歷。掌握了線性代數(shù)、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)構(gòu)造、C語言等一系列與程序相關(guān)的知識，擁有良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和研究熱情，積累了一定的計算機(jī)編程能力。參加了星火杯，研發(fā)了單片機(jī)避障小車。楊靜雯：大學(xué)二年級學(xué)生。長期關(guān)注大量數(shù)據(jù)處理與分析，具有較為扎實的數(shù)學(xué)功底，曾參加過ACM校賽，并獲得三等獎。對軟件有濃厚的興趣，參加過星火杯。具有扎實的C語言，數(shù)據(jù)構(gòu)造，線性代數(shù)及離散數(shù)學(xué)功底，屢次獲得校級獎學(xué)金。對算法有一定可以刪除一定深入的研究?？梢詣h除一定二、工程研究背景〔可以是已有的根底，與本工程有關(guān)的研究積累和已取得的成績，已具備的條件，尚缺少的條件及方法等〕單核苷酸多態(tài)性〔singlenucleotidepolymorphism,SNP〕，主要是指在基因組水平上由單個核苷酸的變異所引起的DNA序列多態(tài)性，SNP在遺傳性疾病的研究中尤其具有重要意義。隨機(jī)森林是一個包含多個決策樹的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，利用隨機(jī)森林對于SNP研究具有明顯優(yōu)勢，適用于處理高維小樣本數(shù)據(jù)，并且基于隨機(jī)森林的重要性測度對于SNP的分析很有效?，F(xiàn)有的重要性測度對于預(yù)測變量之間的關(guān)聯(lián)性分析還有缺乏，并且由于SNP的連鎖不平衡，所以有必要研究新的重要性測度來進(jìn)展SNP數(shù)據(jù)的相關(guān)分析。三、國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及研究意義生命信息的解讀和疾病的分子原因發(fā)現(xiàn)是國際研究前沿、國家開展戰(zhàn)略和重大穿插學(xué)科首選的研究領(lǐng)域。隨著人類基因組序列測定的完成和人類單體型圖方案(HapMap方案)的實施，基因組序列變異研究，特別是單核苷酸多態(tài)性研究，正成為新一輪基因組學(xué)的研究重點，其目的是在一定范圍內(nèi)的SNP中找出那些與疾病相關(guān)聯(lián)的SNP子集及其與疾病的關(guān)聯(lián)關(guān)系，為進(jìn)一步的疾病病理分析和生物制藥提供依據(jù)和根底。復(fù)雜疾病的基因關(guān)聯(lián)研究已成為國際上疾病基因組學(xué)、遺傳基因組學(xué)和計算生物信息學(xué)研究的熱點，論文數(shù)目急劇增長，研究成果不斷涌現(xiàn)，比方英國劍橋大學(xué)醫(yī)學(xué)研究院Johnson研究組與芬蘭國家公共安康中心J.Tuomilehtoy研究組提出的算法以連鎖不平衡為根底，如果兩SNP間高度連鎖，意味著用一個可預(yù)測另一個，故只需標(biāo)記其中的一個；在SNP的標(biāo)簽上，目前已有的工具和系統(tǒng)包括：由美國南加州大學(xué)生物系與美國阿拉巴馬大學(xué)生物統(tǒng)計系在美國分子與計算生物學(xué)方案支持下開發(fā)的HapBlock，由美國華盛頓大學(xué)基因組科學(xué)系開發(fā)的Idselect和STAMPA。我國國家973、國家863和國家自然科學(xué)基金等多個層面上都對復(fù)雜疾病關(guān)聯(lián)研究給予了支持，其中，北京大學(xué)重點研究重大心臟病、中國漢族人群心臟病以及精神分裂癥和孤獨癥的易感基因發(fā)現(xiàn)。2009年，由安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院教授張學(xué)軍領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊，首次發(fā)現(xiàn)了銀屑病的"第三個兇手〞———LCE基因變異，以及漢族人系統(tǒng)性紅斑狼瘡的5個易感基因，對說明疾病發(fā)病機(jī)制、疾病預(yù)警、臨床診斷及新藥開發(fā)具有重大科學(xué)價值，這些成果分別發(fā)表者國際著名學(xué)術(shù)期刊"自然?遺傳"〔在線和期刊發(fā)表〕上。四、工程研究的目標(biāo)及主要內(nèi)容研究目標(biāo)：提出新的隨機(jī)森林變量重要性測度，用于識別和篩選SNP，開發(fā)相關(guān)SNP分析系統(tǒng)，實現(xiàn)簡單實用的工具和平臺。主要內(nèi)容：學(xué)習(xí)隨機(jī)森林等理論，了解SNP相關(guān)分析技術(shù)。基于最新研究，創(chuàng)新性地提出一種新的隨機(jī)森林重要性測度方法。小組成員分別在模擬數(shù)據(jù)和真實數(shù)據(jù)上進(jìn)展詳細(xì)測試，并通過測試的結(jié)果對方法進(jìn)展總結(jié)與改進(jìn)。制作成相關(guān)工具，比方Rpackage等。開發(fā)相關(guān)分析系統(tǒng)，對系統(tǒng)進(jìn)展測試與評估。五、工程創(chuàng)新特色概述提出新的隨機(jī)森林變量重要性測度方法，使研究既具有重要的研究意義，同時也具有重要的應(yīng)用價值。開發(fā)出高效的SNP數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，用于相關(guān)致致病基因病基因的分析與研究。致病基因六、工程實施方案及實施方案實施方案：小組集體學(xué)習(xí)隨機(jī)森林，理解其根本原理；在隨機(jī)森林的根底上，小組分別研究隨機(jī)森林重要性測度和SNP相關(guān)分析技術(shù)；小組協(xié)助完成適用于SNP相關(guān)分析的隨機(jī)森林重要性測度；對測度進(jìn)展模擬和真實數(shù)據(jù)的測試；根據(jù)測試結(jié)果對方法進(jìn)展改進(jìn)；將方法制作成實用的工具，可以用于進(jìn)一步的理論研究；小組共同完成基于Web的SNP分析系統(tǒng)，用于實際的治病基因的分析研究。實施方案：〔2013年11月----2013年12月〕：工程準(zhǔn)備階段，對相關(guān)理論進(jìn)展學(xué)習(xí)和總結(jié)，進(jìn)展相關(guān)資料收集與整理，對前人的研究進(jìn)展分析和總結(jié)?！?014年1月----2014年7月〕：工程實現(xiàn)階段，實現(xiàn)重要性測度方法，同時完成Web系統(tǒng)的開發(fā)，將方法整合到Web系統(tǒng)中?！?014年8月----2014年11月〕：工程測試階段，對系統(tǒng)進(jìn)展測試，根據(jù)測試結(jié)果進(jìn)展改進(jìn)與修正。七、成員分工情況〔王睿然〕工程負(fù)責(zé)人，工程整體進(jìn)度把握，算法與系統(tǒng)的整合及工具的開發(fā)?！怖畹陆持饕惴▽崿F(xiàn)以及優(yōu)化。〔楊靜雯〕Web系統(tǒng)的開發(fā)與測試。八、預(yù)期成果及成果形式用于重要性測度的高效工具包，以及可以用于SNP分析的Web系統(tǒng)。建立相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)平臺。九、資助經(jīng)費(fèi)使用方案〔支出工程、計算根據(jù)及理由〕實驗材料費(fèi)用：3200書籍資料費(fèi)用：150論文發(fā)表費(fèi)用：2000專利申請費(fèi)：2000費(fèi)用太低其他：350費(fèi)用太低合計：5600申請人簽名：年月日導(dǎo)師楊利英性別女出生年月職稱/職務(wù)副教授研究領(lǐng)域集成學(xué)習(xí)，生物信息學(xué)所屬院系計算機(jī)學(xué)院手機(jī)E-mailyangliying1208163.十、指導(dǎo)教師科研工程情況近三年工程情況：主持工程：陜西省科學(xué)技術(shù)研究開展方案資助工程，基于集成學(xué)習(xí)的模式識別關(guān)鍵技術(shù)研究〔2009K01-56〕，2010～2011中央高校根本科研業(yè)務(wù)費(fèi)工程〔K〕，集成學(xué)習(xí)方法研究及其在高維數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用少了"用〞，2010.9～2012.12.少了"用〞中央高校根本科研業(yè)務(wù)費(fèi)工程〔K5051303017〕參與工程：國家自然科學(xué)基金工程，原因?qū)W習(xí)：理論及在全基因組關(guān)聯(lián)分析中的應(yīng)用〔61070137〕，2011-2013國家自然科學(xué)基金工程，構(gòu)造可信、高效軟件系統(tǒng)的根底研究〔60910004〕，2010.01～2012.122009年國家973方案和重大科學(xué)研究方案工程〔2010CB328100-G〕，課題2：信息效勞的需求獲取與建模十一、指導(dǎo)教師能否提供實驗場地，如何解決實驗場地的問題可以提供實驗場地，并且有一臺戴爾工作站〔DellPrecisionT7600/E5-2630(2.3GHz,6核)*2/8G*8/2T(SATA7.2K)*4/DVDRW/K6001G顯卡〕用于處理較大的數(shù)據(jù)。十二、指導(dǎo)教師意見