利用V3環狀序列的物化特性預測HIV-1病毒類型

Abstract

預測人類免疫缺失病毒(Human Immunodeficiency Virus, HIV)在進入人體的細胞時，是利用哪一種的協同受體(coreceptor)，是近年研究人類免疫缺失病毒科學家的目標。因為協同受體是人類免疫缺失病毒在進入細胞時，所必須要有的輔助受體，如果能準確的預測協同受體的使用種類，則可以利用藥物有效的阻隔人類免疫缺失病毒進入到細胞內的途徑，並藉此減緩病情的擴散。

根據人類缺失免疫病毒所連結協同受體的不同，可將病毒分成三類，分別是(1)只利用CCR5協同受體進入目標細胞的R5型病毒、(2)只利用CXCR4協同受體進入目標細胞的X4型病毒以及(3)可同時利用CCR5和CXCR4兩種協同受體，進入目標細胞的R5X4型病毒。

在之前的研究中指出， gp120蛋白質上的V3環狀序列，是辨別人類缺失免疫病毒連接哪一種協同受體的重要序列。因此，我們的目的是利用分析V3環狀序列的物化特性，來預測其所屬的人類免疫缺失病毒是屬於哪一種類型的病毒。並且找出一組可適用於不同資料及分類器的物化特性組，以助於往後相關的預測改良及人類免疫缺失病毒的研究。

這個問題的困難點在於(1)V3環狀序列的不定長度和(2)V3環狀序列的多變性。我們為了克服這兩個困難，採用了AAindex編碼。AAindex可以將序列的物化特性，利用序列本身的胺基酸組成來取得平均值，由於是考慮整條序列的組成，因此對於上述兩個問題都能有效的處理，並有效提升了預測的準確度。

此外我們還利用遺傳式雙目標基因演算法來挑選分類器所使用的物化特性組，讓分類器能使用最少的物化特性就能得到最好的預測能力。挑出來的物化特性組，也藉由進一步的分析，來探討在其他資料和分類器中，物化特性組的分類能力。最後我們搜尋了相關的文獻，以找出物化特性所含的生物意義