1.在CTD里，哪些基因被注釋到哮喘病相關(guān)
廣泛的定義為“對于一個給定的基因集來說，哪些基因和某疾病相關(guān)？”
哮喘病是一個嚴(yán)重的慢性疾病，有時會威脅生命，這種病肺部發(fā)生病變。哮喘的病因很復(fù)雜包括遺傳和環(huán)境因素。對化學(xué)物的過敏對哮喘關(guān)系很大，但機(jī)制不明。因此，對毒理學(xué)家來說，因為化學(xué)物質(zhì)引起的哮喘的關(guān)鍵生理過程對毒理學(xué)家很重要。
為了回答這個問題，我們限制搜索條件為comparative toxicogenomic database，human data（CTD-hman）。CTD是一個數(shù)據(jù)庫，關(guān)注于基因，化學(xué)物質(zhì)和疾病之間的相互作用。選擇source，選擇gene disease網(wǎng)絡(luò)，搜索框定義asthma限制條件，這會產(chǎn)生78個nodes的網(wǎng)絡(luò)，102條關(guān)系（78個nodes中，1個disease，77個genes）。邊的顏色依賴關(guān)系類型。我們可以看到，
有一條關(guān)系的顏色是粉色，其余灰色。粉色的這條關(guān)系類型是治療，其余是標(biāo)記物。
我們還想看看是不是還有其他基因在文獻(xiàn)中有記載，而在curated中沒有記錄。于是我們執(zhí)行了befree source。這個命令能檢索基于文本挖掘的注釋。結(jié)果是一個網(wǎng)絡(luò)，1089個基因（10990個nodes，5343個邊）
現(xiàn)在我們建立一個網(wǎng)絡(luò)，包含所有的asthma相關(guān)疾病。為了獲取和asthma相關(guān)的CTDhuman基因疾病網(wǎng)絡(luò)，我們執(zhí)行和之前一樣的命令但是限定一個模式，選擇CTD-human為source，關(guān)系類型和疾病類型any。但是限定asthma為所索茨，產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在這個網(wǎng)絡(luò)有110個nodes（12個疾病，98個基因）,136個邊。注意，有3個哮喘相關(guān)疾病共享3個基因，TBX21是唯一一個和三種i并相關(guān)的基因。作者問，你可能找到網(wǎng)絡(luò)中得分最高的GDA嗎？
為了想看看，是否在文獻(xiàn)中和動物模型source中有其他疾病和TBX21相關(guān)，執(zhí)行ALLset搜索，并且限定基因TBX21,這個命令也會獲取源于uniprot,clinvar,GAD,MGD的注釋。結(jié)果產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)，有61個疾病注釋到TBX21(62個nodes，110個edges).
如果我們想看看TBX21和asthma之間的關(guān)系，我們會發(fā)現(xiàn)這兩個node之間有23個邊。并且這些邊屬于不同的類型（biomarker和genetic variation），因此，顏色不同。
再進(jìn)一步，我們還可以發(fā)現(xiàn)每個gene-disease之間關(guān)系的證據(jù)，通過檢查邊屬性瀏覽。
這個例子顯示了文獻(xiàn)搜索的價值，因為curated database現(xiàn)在并沒有完全覆蓋文獻(xiàn)中的gene-disease關(guān)系。
2.病人中觀察到的并發(fā)癥，是否反應(yīng)了這種疾病的共同遺傳根源？
這個問題可以歸結(jié)為，疾病x和y有共同的遺傳根源？這個問題可以公式化“疾病x和疾病y之間的共有基因是什么？”
一個病人可能有好幾個疾病，這種情況成為并發(fā)癥。并發(fā)癥可以考慮兩種疾病之間的共同發(fā)病遺傳原因。慢性梗阻型呼吸道疾病和糖尿病是并發(fā)癥的一個例子。通過命令disease projection網(wǎng)絡(luò)我們可以回答這個問題：兩種疾病有共同的遺傳起因。
首先，我們命令disease projection （curated），搜索框輸入“obstructive然后從下拉菜單選擇chronic obstructive airway disease，，不限制疾病類型。這個網(wǎng)絡(luò)437nodes，436個邊。然后，我們在在使用cytoscape的搜索框搜索“diabetes”，我們立即看到兩個疾病聯(lián)系在一起了（三個糖尿病node）。一旦我們知道至少在兩種疾病中有一個基因共享，我們就可以產(chǎn)生CURATED
Gene disease network并產(chǎn)生包含疾病和他們的相關(guān)基因的sub網(wǎng)絡(luò)。（ucco注：上面這個步驟是驗證這兩種疾病有沒有共有基因，一旦完成，主要的工作還是下面的。）步驟如下
Gene disease network，source選擇curated，
為了達(dá)到這個目的，我們先利用cytoscape自己的功能，選擇代表慢性阻塞性呼吸疾病的nodes和他們的相關(guān)基因，select，nodes，first neighbous of selected nodes，然后，執(zhí)行第二輪和上面一樣的工作。然后我們產(chǎn)生子網(wǎng)絡(luò)，包含上面選擇的nodes和邊，file.,new,network,from selected nodes all edges.關(guān)系類型和疾病種類選擇any，create network。在生存的大網(wǎng)絡(luò)中，在cytoscape的搜索框中輸入Chronic Obstructive Airway Disease或者在下面的table面板找尋這個病，找到后右擊選中，然后以這些選中節(jié)點進(jìn)行擴(kuò)增，
重復(fù)，以上一步的節(jié)點進(jìn)行第二次擴(kuò)增。接著我們就可以產(chǎn)生sub-network了。具體file-new-network-from selected nodes，all edges。得到600個nodes和1638個edges的網(wǎng)絡(luò)。在這個網(wǎng)絡(luò)中，可以在table面板中查找，可以在cytoscape的搜索框中輸入obstructive diabetes，會發(fā)現(xiàn)3個糖尿病亞類型和慢性阻塞這個疾病，見下圖
選中4個node后，selet-nodes-first neighbours of selected node。以圓形顯示圖，如下
我們 看到上圖中藍(lán)色的9個nodes或基因和兩種疾病有關(guān)。支持這樣的假說：這些基因的功能改變可以導(dǎo)致同一個病人身上兩種疾病的發(fā)生！
有趣的是，我們還可以看出，NOS3和TNF是僅有的在慢性阻塞呼吸疾病和三種類型糖尿病中同時出現(xiàn)的2個基因。
在DisGeNET中，NOS3這個基因和485中疾病有關(guān)系，比如高血壓，阿爾茲海默癥，不能勃起是排名最靠前的三個。
上面的功能也可以分別產(chǎn)生各種疾病的網(wǎng)絡(luò)，然后進(jìn)行merge。
3.和翻譯后修飾有關(guān)的疾病有哪些
這種類型的案例可以作為藥物發(fā)現(xiàn)的興趣點。發(fā)現(xiàn)的疾病相關(guān)基因可以被藥物靶向，比如有磷酸化修飾干涉.
首先，產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)，all gene disease network，限制關(guān)系類型為posttranslational modification，不限制疾病class。產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)有621個nodes（157個disease nodes），個edges。使用邊的屬性瀏覽可以查看每個 基因疾病的支持證據(jù)。
提個問題：前10個疾病相關(guān)的翻譯后修飾共有的疾病類型
