Global coordination level
वैश्विक समन्वय स्तर (जी. सी. एल.) एक कम्प्यूटेशनल विधि है जो चर के यादृच्छिक उपसमुच्चय के बीच दूरी सहसंबंध की गणना करके बहुभिन्नरूपी डेटा में प्रणाली-व्यापी निर्भरता का मूल्यांकन करती है। मूल रूप से जीन अभिव्यक्ति डेटा पर लागू, जी. सी. एल. जीन के बीच समन्वय के स्तर का आकलन करता है, जो मौलिक रूप से कार्यों और जैविक कार्यों को करने में जुड़े हुए हैं। पारंपरिक विधियों के विपरीत जिनके लिए जीन के बीच जोड़ीदार अंतःक्रियाओं के सटीक ज्ञान की आवश्यकता होती है, जी. सी. एल. ऐसी जानकारी के बिना समन्वय का मूल्यांकन कर सकता है। शून्य का जी. सी. एल. मान स्वतंत्र जीन अभिव्यक्ति को दर्शाता है, जबकि शून्य से ऊपर के मान जीन-से-जीन नियामक अंतःक्रियाओं को दर्शाते हैं। उदाहरण के लिए, जब जी. सी. एल. को क्योटो एन्साइक्लोपीडिया ऑफ जीन एंड जीनोम (के. ई. जी. जी.) डेटाबेस में ज्ञात आनुवंशिक मार्गों पर लागू किया जाता है, तो यह काफी सकारात्मक मूल्य देता है, जबकि समान जीन अभिव्यक्ति स्तरों वाले जीनों के यादृच्छिक उपसमुच्चय या नकली मार्ग बहुत कम जी. सी. एल. मूल्य दिखाते हैं। इसके अतिरिक्त, जी. सी. एल. उच्च आयामी पारिस्थितिक और जैव रासायनिक गतिशीलता के विश्लेषण में उपयोगी हो सकता है। परिचय जीन एक जटिल संरचना में एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं जिसे जीन नियामक नेटवर्क के रूप में जाना जाता है, जो विभिन्न जैविक कार्यों को लागू करने और कोशिकाओं के भीतर विभिन्न कार्यों को करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। हालांकि, बड़ी संख्या में कार्यात्मक जीन और इन प्रणालियों की अंतर्निहित यादृच्छिकता के कारण जीन नियामक नेटवर्क की सटीक जोड़ीदार अंतःक्रियाओं का अनुमान लगाना चुनौतीपूर्ण बना हुआ है। इन चुनौतियों के बावजूद, जीन नियामक नेटवर्क की कुछ विशेषताओं को अभी भी सभी अंतःक्रियाओं का पूरी तरह से अनुमान लगाए बिना निकाला जा सकता है। उदाहरण के लिए, नेटवर्क संपर्क, जो सभी संभावित अंतःक्रियाओं की तुलना में वास्तविक जीन-जीन अंतःक्रियाओं के घनत्व को संदर्भित करता है, सामान्य कोशिकीय प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकता है। विधि विवरण सशर्त संभावना (सी. एल.) की गणना कोशिकाओं के दिए गए समूह में जीनों के बीच बहुभिन्न प्रकार की निर्भरताओं पर आधारित है। इसमें यादृच्छिक रूप से जीन के सबसेट का चयन करने और उनके बीच दूरी सहसंबंध की गणना करने की एक बार-बार प्रक्रिया शामिल है, जैसा कि काम में वर्णित है। इस तरह के कई जीन उपसमुच्चय के औसत से, जीन के बीच समग्र निर्भरताओं का आकलन करने के लिए एक एकल संख्यात्मक मूल्य, जिसे जीन कनेक्टिविटी लैंडस्केप (जी. सी. एल.) के रूप में जाना जाता है, प्राप्त किया जाता है। हालांकि, जी. सी. एल. की सटीकता और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए प्रसंस्करण से पहले और बाद के कई महत्वपूर्ण कदम हैं जिन्हें ध्यान में रखने की आवश्यकता है। सबसे पहले, कोशिकाओं के विश्लेषण किए गए समूह को सबसेट में विभाजित करने के लिए क्लस्टरिंग विधियों को लागू किया जाना चाहिए, और एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए जी. सी. एल. की गणना प्रत्येक सबसेट या सबसे बड़े के लिए अलग से की जानी चाहिए। दूसरा, जी. सी. एल. गणना पर उनके अनुचित प्रभाव से बचने के लिए ऐसी कोशिकाएँ जो बाकी कोशिकाओं (जिन्हें 'आउटलायर' कहा जाता है) या कोशिकाएँ जो एक-दूसरे के समान हैं (जिन्हें 'इनलियर' कहा जाता है) से महत्वपूर्ण रूप से विचलित होती हैं, उन्हें फ़िल्टर किया जाना चाहिए। इसके अतिरिक्त, जैकनाइफ विश्लेषण, जिसमें विश्लेषण से कोशिकाओं के सबसेट को व्यवस्थित रूप से छोड़ना और जी. सी. एल. की पुनः गणना करना शामिल है, परिणामों की स्थिरता का परीक्षण करने के लिए किया जाना चाहिए। ये कदम आवश्यक हैं क्योंकि जी. सी. एल., अन्य सहसंबंध उपायों की तरह, असामान्य कोशिकाओं और विषम समूहों के प्रति संवेदनशील हो सकता है, विशेष रूप से विरल, शोर और बाहरी-प्रवण एस. सी. आर. एन. ए.-एस. ई. क्यू. डेटा के संदर्भ में। अनुप्रयोग उम्र बढ़नाः ट्रांसक्रिप्शनल विनियमन का यादृच्छिक विचलन उम्र बढ़ने की प्रक्रिया में एक प्रमुख कारक है। हालांकि, कई एकल-कोशिका आर. एन. ए.-अनुक्रमण डेटासेट में जी. सी. एल. का आकलन करते समय, उम्र के साथ जी. सी. एल. की गिरावट विभिन्न जीवों और कोशिका प्रकारों में लगातार देखी गई है। विशेष रूप से, जी. सी. एल. में महत्वपूर्ण कमी एकल-कोशिका आर. एन. ए.-एस. ई. क्यू. डेटा के आधार पर माउस हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं में पाई गई, जो डिस-भेदभाव के रूप में उम्र बढ़ने की परिकल्पना का समर्थन करती है। यह विचार, मूल रूप से 1970 के दशक में रिचर्ड कटलर द्वारा प्रस्तुत किया गया था, यह सुझाव देता है कि कोशिकाएं उम्र बढ़ने के साथ अपने विभेदन की उचित स्थिति से विचलित हो जाती हैं, जैसा कि जीन के सक्रियण से पता चलता है जो आम तौर पर वृद्ध ऊतकों में शांत होना चाहिए। जैविक परिवर्तनशीलता को मापनाः जी. सी. एल. कोशिकाओं के समूहों में 'जैविक परिवर्तनशीलता' में वृद्धि के साथ तभी कम होता है जब यह जीन अंतःक्रियाओं से उत्पन्न होता है। जी. सी. एल. का उपयोग समान कोशिका-से-कोशिका परिवर्तनशीलता वाले समूहों में शुरू की गई जैविक और तकनीकी परिवर्तनशीलता के बीच अनुपात का आकलन और तुलना करने के लिए किया जा सकता है। संदर्भ कम्प्यूटेशनल जीव विज्ञान कम्प्यूटेशनल विज्ञान