Study of the Stability of the Protein Interaction Network using Gene Expression data inspired on Simulated Annealing

Abstract

Este trabajo describe un método basado en la filosofía del enfriamiento simulado, para el caso del estudio de la estabilidad de la red de interacción de proteínas en tejidos tumorales y normales, a partir de datos de expresión de genes. Presentamos una propuesta original para estudiar la inestabilidad que se da en las redes de interacción de proteínas, basándonos en la conocida estrategia del Enfriamiento Simulado como técnica de optimización adaptado para nuestro propósito. La estrategia propuesta se ha verificado con datos de expresión de genes para diferentes tejidos en estado normal y tumoral, sobre una red de interacción de proteínas. Con ella se ha demostrado la hipótesis y motivación inicial con la que partimos: la expresión de genes en tejidos tumorales desestabiliza más la red de interacción de proteínas frente a la expresión génica en tejidos normales. [ABSTRACT] The aim of this project is to study the stability on the protein interaction network from gene expression data on tumor and normal tissue, implementing for that several algorithms based on the physical idea of Simulated Annealing. We present a novel approach to identify the degree of destabilization based on the evolution of the well-known Simulated Annealing as an optimization approach customized for such purpose. The proposed strategy is verified with gene expression data from different tissue in normal and tumor cases, as well as a protein interaction network. With this approach we demonstrate our hypothesis and initial motivation: gene expression in tumoral tissue destabilizes more the protein interaction network comparing to the result normal tissue do.