DNA genom dizilimi üzerinde dijital sinyal işleme teknikleri kullanılarak elde edilen ekson ve intron bölgelerinin EfficientNetB7 mimarisi ile sınıflandırılması
DNA genom dizilimi üzerinde dijital sinyal işleme teknikleri kullanılarak elde edilen ekson ve intron bölgelerinin EfficientNetB7 mimarisi ile sınıflandırılması
Yazar: Akalın, Fatma; Yumuşak, Nejat
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 37 No. 3, 2021
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Nükleotit dizilimleri,Sayısal haritalama teknikleri,Dijital sinyal işleme metotları,Öğrenme aktarımı,EfficientNetB7 Mimarisi

Organizmayı inşa etmek ve canlılığını sürdürmek için devasa bilgi barındıran DNA, önemli bir biyobelirteçtir. A,T,G ve C harflerinden oluşan sembolik bir dizilime sahip olan DNA genom parçası, protein üreten(ekson) ve protein üretmeyen(intron) kısımlardan meydana gelmektedir.  Bu bölgelerin tanımlanması; kanserin gelişme durumunun incelenmesi, ilgili gen bölgelerinde mutasyonun gerçekleşip gerçekleşmediğinin izlenmesi ya da organizmanın büyüme ve gelişme durumlarının düzenlenmesi gibi farklı konuların aydınlatılmasında önemli bir role sahiptir. Bu kapsamda bilgisayar destekli sistemler ile ekson ve intron bölgelerinin doğru bir şekilde ayırt edilmesi hedeflenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, farklı sayısal haritalama teknikleri ile sayısallaştırılan sembolik DNA dizilimleri üzerinde en başarılı sayısal haritalama tekniğine performans ölçütleri vasıtasıyla karar verilmiştir. Ardından ilk kısımda seçilen haritalama tekniği kullanılarak sayısallaştırılan DNA dizilimlerinin spektogram olarak ifade edilmesi sağlanmıştır. Zamanla değişen bir sinyalin frekans spektrumunun görsel bir temsili olan spektogramlar exon ve intron bölgeleri olarak etiketlendikten sonra öğrenme aktarımı olan EfficientNetB7 mimarisi ile sınıflandırılmıştır. Sınıflandırma sürecinin sonunda başarı oranı ve AUC değeri %100 olarak elde edilmiştir.

Organizmayı inşa etmek ve canlılığını sürdürmek için devasa bilgi barındıran DNA, önemli bir biyobelirteçtir. A,T,G ve C harflerinden oluşan sembolik bir dizilime sahip olan DNA genom parçası, protein üreten(ekson) ve protein üretmeyen(intron) kısımlardan meydana gelmektedir.  Bu bölgelerin tanımlanması; kanserin gelişme durumunun incelenmesi, ilgili gen bölgelerinde mutasyonun gerçekleşip gerçekleşmediğinin izlenmesi ya da organizmanın büyüme ve gelişme durumlarının düzenlenmesi gibi farklı konuların aydınlatılmasında önemli bir role sahiptir. Bu kapsamda bilgisayar destekli sistemler ile ekson ve intron bölgelerinin doğru bir şekilde ayırt edilmesi hedeflenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, farklı sayısal haritalama teknikleri ile sayısallaştırılan sembolik DNA dizilimleri üzerinde en başarılı sayısal haritalama tekniğine performans ölçütleri vasıtasıyla karar verilmiştir. Ardından ilk kısımda seçilen haritalama tekniği kullanılarak sayısallaştırılan DNA dizilimlerinin spektogram olarak ifade edilmesi sağlanmıştır. Zamanla değişen bir sinyalin frekans spektrumunun görsel bir temsili olan spektogramlar exon ve intron bölgeleri olarak etiketlendikten sonra öğrenme aktarımı olan EfficientNetB7 mimarisi ile sınıflandırılmıştır. Sınıflandırma sürecinin sonunda başarı oranı ve AUC değeri %100 olarak elde edilmiştir.