fa ارائه یک الگوریتم فراابتکاری جهت کشف توالی تنظیمی در ژنوم بیماران مبتلا به سرطان سینه بیوتکنولوژی پزشکی Medical Biotechnology پژوهشي Research <div style="text-align: justify;"><strong><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">زمینه و هدف:</span></span></strong> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">امروزه</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">در</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">دانش</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">پزشکی، روش&shy;های تشخیص علائم و کشف</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">بیماری&shy;ها،</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">بسیار</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">وسیع</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">و</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">گسترده</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">شده</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">است. درنتیجه،</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">تحلیل</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">کلیه</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">عوامل</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">دخیل در یک</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">بیماری</span></span><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">، اغلب چالش&shy;برانگیز است؛ بنابراین</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">به</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">یک</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">سیستم مکانیزه</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">برای</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">کمک</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">به</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">کشف</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">قوانین،</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">شناسایی</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">الگوهای</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">موجود و</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">پیش‌بینی</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">رخ</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">دادهای</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">آینده،</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">کاملاً</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">احساس</span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">می&shy;شود. در این تحقیق قصد داریم با </span></span><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">استفاده از</span></span><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;"> یک الگوریتم </span></span><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">فراابتکاری </span></span><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">چندهدفه، روشی را ارائه کنیم که بتواند توالی&shy;های تنظیمی (</span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:8.0pt;">Regulatory Elements</span></span></span><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">)</span></span><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;"> با طول متغیر از ژنوم را کشف و استخراج کرده و برهم&shy;کنش&shy;های بین آ&shy;ن&shy;ها را نیز شمارش کند. درواقع این توالی تنظیمی می&shy;توانند نقش قابل‌توجهی در بروز و تشدید بیماری سرطان ایفا &shy;کنند.</span></span><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;"></span></span><br> <strong><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">مواد و روش‌ها:</span></span></strong> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">در این پژوهش، از یک متد پیشنهادی جهت کشف توالی تنظیمی در ژنوم بیمار مبتلا به سرطان سینه استفاده‌شده است. متد پیشنهادی در نرم&shy;افزار </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:8.0pt;">Matlab</span></span></span><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;"> پیاده&shy;سازی شده است. همچنین، جهت سنجش عملکرد و کارایی روش پیشنهادی، الگوریتم موردنظر بر روی مجموعه داده&shy;های </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:8.0pt;">Hi-C</span></span></span><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;"> (</span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:8.0pt;">Hi-C Dataset</span></span></span><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">) مربوط به بیماران مبتلا به سرطان سینه در دو رده سلول خونی 12878</span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:8.0pt;">GM</span></span></span><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;"> و </span></span>^{<span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:8.0pt;">+</span></span></span>}<span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">34</span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:8.0pt;">CD</span></span></span> <span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">معرفی‌شده توسط میفسود و همکاران، </span></span><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">اجرا &shy;گردید.</span></span><br> <strong><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">نتایج:</span></span></strong><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;"> اجرای روش پیشنهادی با روش </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:8.0pt;">HiCUP</span></span></span><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;"> مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان می&shy;دهند که روش </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:8.0pt;">MSARE</span></span></span><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;"> در کشف توالی&shy;های تنظیمی، عملکرد بهتری را نسبت به روش </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:8.0pt;">HiCUP</span></span></span><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;"> داشته است.</span></span><br> <strong><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">نتیجه &shy;گیری:</span></span></strong><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;"> در این پژوهش، بررسی&shy;های تجربی نشان می&shy;دهند که دو پروموتر 6</span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:8.0pt;">BLC</span></span></span><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;"> و </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:8.0pt;">HOTTIP</span></span></span><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;"> کشف&shy;شده توسط روش پیشنهادی در هر دو سلول خونی 12878</span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:8.0pt;">GM</span></span></span><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;"> و </span></span>^{<span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:8.0pt;">+</span></span></span>}<span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;">34</span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:8.0pt;">CD</span></span></span><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;"> در بروز و تشدید بیماری سرطان سینه تأثیر معنی&shy;داری داشته&shy;اند.</span></span></div> &nbsp;<br> &nbsp; <strong><em>Background & Objective:</em></strong> Nowadays, in medical sciences, the amount of data on symptoms of people affected with various illnesses on one hand, and finding assistive techniques for the diagnosis of those diseases on the other, has been widespread. Consequently, the analysis and consideration of all factors involved in a disease are often challenging. Thus, a mechanized system to help discover the rules, identify patterns, and predict future events is absolutely needed. In this research, we intend to use a multi-objective algorithm to provide a method capable of detecting, extract sequences of variable-length from the genome, and count the interactions among them. In fact, these regulatory elements could play a significant role in the incidence and exacerbation of cancer.<br> <strong><em>Material & Methods:</em></strong> In this research, a proposed method for the detection of regulatory elements in the genome of a breast cancer patient has been used. The proposed method is implemented in MATLAB software. Also, to measure the performance and effectiveness of the suggested method, the proposed algorithm is implemented on HiC dataset, regarding patients with breast cancer in two blood cells GM12878 and CD34+ introduced by Mifsud et al.<br> <strong><em>Results:</em></strong> The results of implementing the proposed method are compared with the HiCUP method. The results show that the MSARE method has a better performance in detecting regulatory elements compared to the HiCUP method.<br> <strong><em>Conclusion:</em></strong> Experimental studies have shown that the two promoters BLC6 and HOTTIP discovered by the proposed method have had a significant effect on the incidence and severity of breast cancer in both blood cells GM12878 and CD34+.<br> &nbsp; توالی تنظیمی, سرطان سینه, HiCUP, الگوریتم فراابتکاری, پروموتر BLC6, پروموتر HOTTIP. Regulatory Elements, Meta-Heuristic Algorithm, BLC6 Promoter, HOTTIP Promote 2070 2080 http://jabs.fums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1783-1&slc_lang=fa&sid=1 mohammadjavad hosseinpoor محمدجواد حسین پور hosseinpoor.mohammadjavad@gmail.com 100319475328460021191 100319475328460021191 No Department of Computer Engineering, Yasooj Branch, Islamic Azad University, Yasooj, Iran دانشکده مهندسی کامپیوتر، واحد یاسوج، دانشگاه آزاد اسلامی، یاسوج، ایران hamid parvin حمید پروین parvinhamid@gmail.com 100319475328460021192 100319475328460021192 Yes Department of Computer Engineering, Nourabad Mamasani Branch, Islamic Azad University, Nourabad Mamasani, Iran دانشکده مهندسی کامپیوتر، واحد نورآباد ممسنی، دانشگاه آزاد اسلامی، نورآباد ممسنی، ایران samad nejatian صمد نجاتیان samad.nej.2007@gmail.com 100319475328460021193 100319475328460021193 No Department of Electrical Engineering, Yasooj Branch, Islamic Azad University, Yasooj, Iran دانشکده مهندسی برق، واحد یاسوج، دانشگاه آزاد اسلامی، یاسوج، ایران Vahideh Rezaee وحیده رضائی 100319475328460021194 100319475328460021194 No Department of Mathematics, Yasooj Branch, Islamic Azad University, Yasooj, Iran دانشکده ریاضیات، واحد یاسوج، دانشگاه آزاد اسلامی، یاسوج، ایران Karamollah bagherifard کرم الله باقری فرد 100319475328460021195 100319475328460021195 No Young Researchers and Elite Club, Yasooj Branch, Islamic Azad University, Yasooj, Iran باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد یاسوج، دانشگاه آزاد اسلامی، یاسوج، ایران