Материал: Методы и технологии генерации системного знания
|
Характеристики семейств системных моделей |
Таблица 6.5 |
||
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Количество |
Число |
Доля разрешенных |
Ведущая |
GO-Категория |
треугольников |
системная роль |
||
|
моделей |
синглетов |
противоречий |
показателей, % |
|
|
|
||
GO:0004386 |
126 |
1379 |
0.94 |
100 |
GO:0050867 |
70 |
1057 |
0.98 |
98 |
GO:0016604 |
123 |
1455 |
0.97 |
100 |
Характеристикой многокачественности систем служат количество системных моделей и число синглетов, описывающих GO-категорию. Присущая каждой GO-категории сложность в полной мере раскрыта через ее системные модели. Этот факт подтверждается высокой долей разрешенных треугольников противоречий (носителей неоднородностей системы).
Семейство системных моделей детерминирует изменчивость всех показателей с ведущей системной ролью. В противном случае системное знание о закономерной изменчивости показателей в моделях в полной мере не раскрыто. Такой дефект системного знания связан с недостаточной представительностью или возможной неполнотой исходных эмпирических контекстов систем.
Качество системного знания. Системное знание представлено семействами системных моделей. Технология системной экспертизы дает оценку качества системных моделей (табл. 6.6).
|
|
|
|
Таблица 6.6 |
|
|
Интегральные оценки качества системных моделей |
||||
|
|
|
|
|
|
|
Эталон выражения |
Выраженность смысла |
|||
GO-Категория |
системного смысла |
в системных моделях |
|
||
Качество |
Качество |
с хорошим качеством |
с хорошим качеством |
|
|
|
оформленно- |
однородно- |
|
||
|
сти |
сти |
оформленности, % |
однородности, % |
|
|
|
|
|
||
GO:0004386 |
0.70 |
0.82 |
29 |
100 |
|
GO:0050867 |
0.91 |
0.97 |
67 |
100 |
|
GO:0016604 |
0.64 |
0.79 |
73 |
100 |
|
Доля моделей с хорошими оценками используется как общая характеристика полноты и законченности системного знания. Системная модель полностью отвечает эталону, если оценки оформленности и однородности равны 1. Модели хорошего качества превышают порог 0.6.
Основной задачей технологии системной экспертизы является построение множества кластеров объектов наблюдения, выступающих носителями конкретных качеств системы (табл. 6.7).
85
|
|
|
|
Таблица 6.7 |
|
Интегральные оценки качества прямых отображений |
|||
|
|
|
|
|
GO-Категория |
Качество приведен- |
Прямые ото- |
Объем вопло- |
Среднее число |
ного треугольника |
бражения, % |
щенного смысла |
эталонов на объект |
|
GO:0004386 |
0.33 |
91 |
3159 |
35 |
GO:0050867 |
0.24 |
95 |
885 |
24 |
GO:0016604 |
0.34 |
90 |
1194 |
33 |
Приведенный треугольник служит инструментом прямого отображения эталонов системы на объекты кластеров. Для каждого эталона строится свой приведенный треугольник. Средняя оценка качества всех приведенных треугольников – удовлетворительная (инструмент отображения полностью адекватен при значении оценки 0).
Качество прямого отображения – удовлетворительное (более 90 % моделей эталонных состояний получили эмпирическое подтверждение). Целью прямого отображения семейства моделей эталонных состояний системы является определение объема системного смысла, воплощенного в актуальных состояниях системы (общее число объектов во всех кластерах, означающее суммарное число качеств системы, перешедших на объекты наблюдения). Объем воплощенного смысла и среднее число эталонов на объект свидетельствуют о существенной гетерогенности механизмов, формирующих актуальные состояния наблюдаемых биообъектов.
Реконструкции актуальных состояний. Технология системного ди-
зайна завершает автоматическую генерацию системного знания. Она строит модели актуальных состояний объектов наблюдения и дает им интегральную оценку качества (табл. 6.8).
|
Характеристики реконструкций состояний |
Таблица 6.8 |
||
|
|
|||
|
|
|
|
|
GO-Категория |
Число ре- |
Детерминирован- |
Обоснованность |
Предопределенность |
конструкций |
ность, % |
уровня, % |
уровня, % |
|
GO:0004386 |
90 |
98 |
97 |
84 |
GO:0050867 |
90 |
94 |
93 |
81 |
GO:0016604 |
90 |
98 |
97 |
83 |
Реконструкции построены для всех объектов наблюдения (90). Изменчивость практически всех показателей для всех актуальных состояний детерминирована раскрытыми системными механизмами (значения подавляющего большинства показателей получили объяснение). Практически для всех показателей уровень значений обоснован (однозначность определения уровней значений на шкале преобладания уровня). Предопределенность уровней зна-
86
чений системными механизмами в каждом конкретном актуальном состоянии достаточно высока.
Профили экспрессии генов по концентрации формальдегида. Сис-
темный эффект действия формальдегида проявляется в закономерном изменении активности генов в зависимости от концентрации химиката. Для каждой GO-категории получены реконструкции состояний всех биообъектов. В реконструкциях выделены все показатели с высокими (High) и низкими (Low) уровнями значений, имеющие степень предопределенности не ниже достаточной. Полное множество реконструкций структурировано по концентрации химиката. На этой основе для каждого гена построено бинарное отношение «Уровень значений гена – Значение концентрации». Для выявления закономерной связи между активностью гена и концентрацией химиката применен статистический тест (критерий значимости различия пропорций, основанный на статистике 2 [33]). Закономерная связь изменения уровня активности генов с концентрацией формальдегида определяется с доверительным уровнем не ниже 0.05 (табл. 6.9).
Таблица 6.9
Распределение числа биообъектов по уровням экспрессии активных генов и концентрации формальдегида (GO:0004386)
Код зонда |
Уровень |
|
Концентрация формальдегида |
|
Доверительный |
||||
значений |
0 ppm |
|
0.7 ppm |
2 ppm |
6 ppm |
15 ppm |
уровень |
||
|
|
||||||||
1371837_at |
High |
5 |
|
3 |
7 |
9 |
|
4 |
0.024 |
Low |
8 |
|
6 |
2 |
2 |
|
0 |
||
|
|
|
|
||||||
1375633_at |
High |
12 |
|
4 |
3 |
3 |
|
4 |
0.006 |
Low |
5 |
|
5 |
10 |
10 |
|
0 |
||
|
|
|
|
||||||
1375684_at |
High |
5 |
|
7 |
8 |
7 |
|
0 |
0.045 |
Low |
12 |
|
5 |
3 |
5 |
|
4 |
||
|
|
|
|
||||||
1375901_at |
High |
3 |
|
5 |
5 |
11 |
|
4 |
0.018 |
Low |
8 |
|
9 |
5 |
3 |
|
0 |
||
|
|
|
|
||||||
1376116_at |
High |
2 |
|
8 |
2 |
8 |
|
4 |
0.000 |
Low |
12 |
|
4 |
9 |
1 |
|
0 |
||
|
|
|
|
||||||
1378875_a_at |
High |
14 |
|
3 |
4 |
4 |
|
4 |
0.001 |
Low |
2 |
|
3 |
11 |
11 |
|
0 |
||
|
|
|
|
||||||
1385276_a_at |
High |
11 |
|
7 |
6 |
4 |
|
0 |
0.023 |
Low |
2 |
|
7 |
9 |
10 |
|
2 |
||
|
|
|
|
||||||
1385349_at |
High |
13 |
|
6 |
3 |
3 |
|
2 |
0.012 |
Low |
4 |
|
6 |
8 |
10 |
|
0 |
||
|
|
|
|
||||||
1388587_at |
High |
5 |
|
3 |
8 |
11 |
|
4 |
0.005 |
Low |
11 |
|
8 |
8 |
2 |
|
0 |
||
|
|
|
|
||||||
1389470_at |
High |
12 |
|
5 |
2 |
4 |
|
0 |
0.018 |
Low |
2 |
|
2 |
6 |
5 |
|
2 |
||
|
|
|
|
||||||
87
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. 6.9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Код зонда |
Уровень |
|
Концентрация формальдегида |
|
Доверительный |
||||
значений |
0 ppm |
|
0.7 ppm |
2 ppm |
6 ppm |
15 ppm |
уровень |
||
|
|
||||||||
1396713_at |
High |
9 |
|
2 |
7 |
3 |
|
4 |
0.012 |
Low |
3 |
|
7 |
6 |
9 |
|
0 |
||
|
|
|
|
||||||
1397551_at |
High |
6 |
|
5 |
8 |
7 |
|
4 |
0.050 |
Low |
9 |
|
10 |
5 |
2 |
|
0 |
||
|
|
|
|
||||||
1397697_at |
High |
9 |
|
10 |
6 |
1 |
|
4 |
0.002 |
Low |
2 |
|
5 |
8 |
10 |
|
0 |
||
|
|
|
|
||||||
1381683_at |
High |
3 |
|
4 |
8 |
9 |
|
1 |
0.023 |
Low |
9 |
|
10 |
2 |
4 |
|
2 |
||
|
|
|
|
||||||
1389469_at |
High |
11 |
|
10 |
5 |
3 |
|
0 |
0.000 |
Low |
2 |
|
1 |
8 |
11 |
|
4 |
||
|
|
|
|
||||||
1389989_at |
High |
6 |
|
5 |
11 |
7 |
|
0 |
0.021 |
Low |
10 |
|
12 |
3 |
5 |
|
3 |
||
|
|
|
|
||||||
1393798_at |
High |
0 |
|
2 |
12 |
10 |
|
0 |
0.000 |
Low |
9 |
|
7 |
3 |
2 |
|
4 |
||
|
|
|
|
||||||
1370386_at |
High |
13 |
|
8 |
5 |
6 |
|
0 |
0.003 |
Low |
2 |
|
2 |
7 |
11 |
|
3 |
||
|
|
|
|
||||||
1373280_at |
High |
8 |
|
5 |
3 |
4 |
|
4 |
0.011 |
Low |
2 |
|
8 |
9 |
9 |
|
0 |
||
|
|
|
|
||||||
1398472_at |
High |
4 |
|
8 |
8 |
9 |
|
0 |
0.019 |
Low |
12 |
|
6 |
7 |
2 |
|
3 |
||
|
|
|
|
||||||
1370537_at |
High |
6 |
|
8 |
7 |
2 |
|
0 |
0.029 |
Low |
4 |
|
2 |
5 |
9 |
|
2 |
||
|
|
|
|
||||||
1372393_at |
High |
8 |
|
8 |
5 |
2 |
|
4 |
0.036 |
Low |
7 |
|
3 |
9 |
7 |
|
0 |
||
|
|
|
|
||||||
1382783_at |
High |
11 |
|
9 |
6 |
2 |
|
0 |
0.006 |
Low |
4 |
|
3 |
6 |
10 |
|
3 |
||
|
|
|
|
||||||
В табл. 6.9 зонды, активность которых установлена методами ФС и методом, предложенным Р. Томасом и др. [31], выделены жирным шрифтом.
Для каждого активного гена установлена точка 1-го перехода, означающая наименьшую концентрацию химиката, при которой зафиксирован факт изменения уровня активности гена. Эта точка определяется по точному критерию Фишера с доверительным уровнем не ниже 0.05 (табл. 6.10).
Таблица 6.10
Характеристики поведения активных генов (GO:0004386)
Код зонда |
Тип перехода |
Точка 1-го перехода, ppm |
1371837_at |
LH |
2 |
1375633_at |
HLH |
2 |
1375684_at |
LHL |
2 |
1375901_at |
LH |
6 |
1376116_at |
C |
0.7 |
88
|
|
Окончание табл. 6.10 |
|
|
|
|
|
Код зонда |
Тип перехода |
Точка 1-го перехода, ppm |
|
1378875_a_at |
HLH |
0.7 |
|
1385276_a_at |
HL |
0.7 |
|
1385349_at |
HLH |
2 |
|
1388587_at |
LH |
6 |
|
1389470_at |
HL |
2 |
|
1396713_at |
HLH |
0.7 |
|
1397551_at |
LH |
6 |
|
1397697_at |
HLH |
2 |
|
1381683_at |
LH |
2 |
|
1389469_at |
HL |
2 |
|
1389989_at |
LHL |
2 |
|
1393798_at |
LHL |
2 |
|
1370386_at |
HL |
2 |
|
1373280_at |
HLH |
0.7 |
|
1398472_at |
LHL |
0.7 |
|
1370537_at |
HL |
6 |
|
1372393_at |
HLH |
2 |
|
1382783_at |
HL |
6 |
|
Втабл. 6.10 использованы условные обозначения для типа перехода: LH
–монотонно возрастающий; HL – монотонно убывающий; LHL – выпуклый; HLH – вогнутый; C – сложный.
Каждый активный ген характеризуется изменчивостью уровней его значений (переходами уровней) в зависимости от концентрации химиката. Введены пять типов переходов, знание которых необходимо для понимания системных эффектов на воздействие.
Точки 1-го перехода и типы переходов получены для всех активных генов трех GO-категорий (табл. 6.11).
Таблица 6.11
Число активных генов с характеристиками поведения
GO-Категория |
Точка 1-го перехода |
|
Тип перехода |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.7 ppm |
2 ppm |
6 ppm |
15 ppm |
LH |
HL |
LHL |
HLH |
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
GO:0004386 |
6 |
12 |
5 |
0 |
5 |
6 |
4 |
7 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
GO:0050867 |
0 |
4 |
5 |
0 |
3 |
6 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
GO:0016604 |
2 |
14 |
3 |
0 |
8 |
8 |
1 |
2 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В построенных профилях экспрессии генов точками первого перехода большого числа активных генов являются концентрации химиката меньшие чем 6 ррm.
89