基于de Bruijn图的DNA contig生成算法研究

"这篇硕士学位论文主要探讨了基于de Bruijn图的DNA contig生成算法在处理DNA测序数据中的应用。作者王旭在哈尔滨工业大学完成此研究，导师为陈彬副教授，研究方向为计算机科学与技术。论文指出，随着新一代测序技术的发展，大量测序数据的处理成为生物信息学领域的一大挑战。de Bruijn图是一种在DNA序列组装中常用的数据结构，用于解决从短读取序列重建完整DNA分子的问题。" de Bruijn算法是一种在生物信息学中用于DNA序列组装的算法，它利用de Bruijn图这一概念来处理大规模测序数据。DNA序列由四种不同的碱基（A，T，C，G）组成，而de Bruijn图则是一个图模型，其中每个节点代表一个特定长度的连续碱基串（k-mer），边连接两个k-mer如果它们在DNA序列中是相邻的。这种方法特别适合处理由新一代测序技术产生的短读取序列，这些序列通常是DNA分子被打碎后得到的片段。 在DNA测序过程中，首先会对DNA分子进行复制和破碎，接着通过测序设备读取出一系列较短的DNA片段，这些片段被称为读取。由于DNA片段之间存在重叠，可以使用de Bruijn图将这些读取连接起来，形成更长的contig，contig是连续的DNA序列片段，接近于原始DNA分子的完整序列。de Bruijn图能够有效地识别和处理重复序列以及错误读取，从而提高组装的准确性和完整性。 该论文的作者王旭在2011年进行了这项研究，当时第二代和第三代测序技术正迅速发展，测序数据量急剧增加，对高效处理方法的需求日益迫切。de Bruijn算法的引入旨在解决这一问题，提供一种有效的方法来从海量的短读取序列中重构DNA分子的全长序列。论文的详细内容可能涵盖了算法的设计、实现、性能评估以及与其它组装方法的比较。 de Bruijn算法是生物信息学领域中DNA序列组装的关键工具，它利用de Bruijn图的特性，处理测序数据，帮助科学家们更好地理解和解析复杂的基因组信息。随着测序技术的进步和大数据时代的来临，这类算法的重要性将进一步凸显。