Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Dự đoán cấu trúc bậc hai của phân tử sinh học trên cơ sở kết hợp một số kỹ thuật tính toán mềm

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật "Dự đoán cấu trúc bậc hai của phân tử sinh học trên cơ sở kết hợp một số kỹ thuật tính toán mềm" được nghiên cứu với mục tiêu: Nghiên cứu và đề xuất các phương pháp kết hợp trong tính toán mềm; Áp dụng các phương pháp đã đề xuất vào bài toán dự đoán cấu trúc bậc hai của phân tử sinh học.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Dự đoán cấu trúc bậc hai của phân tử sinh học trên cơ sở kết hợp một số kỹ thuật tính toán mềm ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA DỰ ĐOÁN CẤU TRÚC BẬC HAI CỦA PHÂN TỬ SINH HỌCTRÊN CƠ SỞ KẾT HỢP MỘT SỐ KỸ THUẬT TÍNH TOÁN MỀM Chuyên ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH Mã số: 9.48.01.01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng – 2023 LUẬN ÁN ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: TS. Phạm Minh Tuấn TS. Đặng Đức Long Phản biện 1: …………………………………………. Phản biện 2: …………………………………………. Phản biện 3: …………………………………………. Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp tại Đại học Đà Nẵng Vào hồi ….. giờ ….. ngày ….. tháng ….. năm …..Có thể tìm hiểu luận án tại:- Thư viện Quốc gia;- Trung tâm Học liệu và Truyền thông, trường Đại học Bách Khoa;- Trung tâm Thông tin - Học liệu và Truyền thông, Đại học Đà Nẵng.Mở đầu Sinh học phân tử là một trong những lĩnh vực khoa học quantrọng trong sinh học với nhiều ứng dụng trong việc tìm ra cácthuốc và vật liệu tiên tiến. Cấu trúc bậc hai của phân tử sinhhọc là một trong những yếu tố quan trọng để xác định tính chất,hoạt động và chức năng của chúng. Việc xác định chính xác cấutrúc bậc hai của phân tử sinh học từng là một thách thức lớn chonghiên cứu sinh học vì sự phức tạp của cấu trúc và sự hạn chế củacác phương pháp kiểm tra hiện tại. Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ tính toán, đặc biệtlà các kỹ thuật tính toán mềm đang được sử dụng để giải quyếtthách thức này. Trong luận án này, tôi sẽ đề xuất các phương phápkết hợp các kỹ thuật tính toán mềm và áp dụng các kỹ thuật nàyvào bài toán dự đoán cấu trúc bậc hai của phân tử sinh học.1. Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học của luậnán Luận án có tính cấp thiết cao và ý nghĩa khoa học rất lớn tronglĩnh vực sinh học. Luận án đề xuất các phương pháp kết hợp trongtính toán mềm và áp dụng dự đoán cấu trúc bậc hai của phân tửsinh học, đồng thời đánh giá hiệu quả của các phương pháp này.Điều này giúp cho nhà khoa học cải thiện việc dự đoán cấu trúcbậc hai của phân tử sinh học và cũng giúp cho việc phát triển cácphương pháp hiện tại với mục đích tìm ra cấu trúc chính xác củaphân tử sinh học. 1 2 Bài toán dự đoán cấu trúc bậc hai RNA là một bài toán phứctạp trong lĩnh vực phân tử sinh học. RNA (Ribonucleic acid) làmột loại acid nucleic có trong tế bào của các tế bào sinh vật vàcung cấp thông tin gen cho việc sản xuất protein. Cấu trúc bậchai của RNA là một hình thức tồn tại trong tế bào và có thể tácđộng đến việc sản xuất protein và các quá trình sinh học khác. Xuất phát từ thực tế và những lý do trên, nghiên cứu sinh đãlựa chọn đề tài:DỰ ĐOÁN CẤU TRÚC BẬC HAI CỦAPHÂN TỬ SINH HỌC TRÊN CƠ SỞ KẾT HỢP MỘTSỐ KỸ THUẬT TÍNH TOÁN MỀM thực hiện luận án tiếnsĩ chuyên ngành Khoa học Máy tính.2. Mục tiêu, đối tượng, phạm vi và phươngpháp nghiên cứu2.1. Mục tiêu Luận án được thực hiện nhằm nghiên cứu giải quyết một phầnthách thức trong bài toán dự đoán cấu trúc bậc hai của phân tửsinh học, cụ thể là cấu trúc bậc hai RNA. Luận án nhằm hướngđến những mục tiêu sau đây:- Nghiên cứu và đề xuất các phương pháp kết hợp trong tính toán mềm.- Áp dụng các phương pháp đã đề xuất vào bài toán dự đoán cấu trúc bậc hai của phân tử sinh học.2.2. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu chính của luận án này gồm:- Phân tử sinh học: cụ thể là RNA.- Các kỹ thuật tính toán mềm gồm: Thuật toán di truyền, logic mờ, mạng nơ-ron nhân tạo, mạng LSTM. 32.3. Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu bao gồm: - Nghiên cứu tổng quan về bài toán dự đoán cấu trúc bậc hai phân tử sinh học và các phương pháp dự đoán, trên cơ sở đó xác định các hạn chế của các phương pháp hiện tại và các vấn đề hiện nay. - Từ những kết quả phân tích tổng quan về phương pháp dự đoán cấu trúc bậc hai phân tử sinh học, đề xuất một số thuật toán cải tiến: - Thuật toán di truyền. - Kết hợp thuật toán di truyền với logic mờ. - Kết thợp thuât toán di truyền với mạng LSTM.2.4. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu của luận án là nghiên cứu lý thuyếtvà nghiên cứu thực nghiệm.3. Đóng góp chính của luận án Luận án DỰ ĐOÁN CẤU TRÚC BẬC HAI CỦA PHÂN TỬSINH HỌC TRÊN CƠ SỞ KẾT HỢP MỘT SỐ KỸ THUẬTTÍNH TOÁN MỀM cung cấp một số đóng góp quan trọng tronglĩnh vực nghiên cứu phân tử sinh học. Đóng góp chính của luậnán gồm: 1. Xác định các kỹ thuật tính toán mềm có hiệu quả để dự đoán cấu trúc bậc hai của RNA. 2. Kết hợp một số kỹ thuật tính toán mềm để tăng tính chính xác và hiệu quả trong việc dự đoán cấu trúc bậc hai của RNA. 44. Bố cục luận án Bố cục luận án DỰ ĐOÁN CẤU TRÚC BẬC HAI CỦAPHÂN TỬ SINH HỌC TRÊN CƠ SỞ KẾT HỢP MỘT SỐ KỸTHUẬT TÍNH TOÁN MỀM gồm các phần sau: - Mở đầu - Chương 1: Tổng quan về RNA, cấu trúc bậc hai RNA và tính toán mềm - Chương 2:Đề xuất các phương pháp kết hợp trong tính toán mềm để dự đoán cấu trúc bậc hai phân tử sinh học - Chương 3: Áp dụng tính toán mềm cho bài toán dự đoán cấu trúc bậc hai RNA - Kết luận - Phụ lụcChương 1Tổng quan về RNA, cấu trúcbậc hai RNA và tính toán mềm1.1 Công nghệ sinh học Công nghệ sinh học là một lĩnh vực đa ngành sử dụng các kỹthuật, phương pháp, công cụ và thiết bị của nhiều lĩnh vực khácnhau như sinh học phân tử, di truyền học, vi sinh, hóa học, vật lý,máy tính, điện tử, cơ khí, khoa học vật liệu, y học và nhiều lĩnhvực khác. Với mục đích là nghiên cứu, phát triển và ứng dụng cácsản phẩm, dịch vụ, quy trình, công nghệ và giải pháp cho các vấnđề liên quan đến sức khỏe, mô ...