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在生物学中，基因调控的研究是一个非常重要的课题。了解基因表达的调控机制，对于我们认识生物学过程和疾病的发生机制都起到了重要的作用。在真核生物中，有两类重要的调控因子：转录因子和microRNA (miRNA)。转录因子是一类具有特定功能的蛋白质，它通过结合到基因的启动子区域来开启基因的转录过程。与此同时，转录因子存在广泛的合作调控。它们对应的结合位点组合在一起形成顺式调控模块，共同调控基因转录。miRNA是近年来研究发现的一种新的基因调控元件。它是长度约为22个碱基的非编码RNA，通过与mRNA结合，抑制mRNA的翻译或使mRNA降解，从而实现基因的转录后调控。转录因子、顺式调控模块以及miRNA在基因表达调控中起到了重要的作用，这种调控作用遍及各种生物活动以及疾病发生过程。在此基础上，研究发现转录因子和miRNA存在着广泛的相互作用和合作调控，它们组成了一个复杂的调控网络。在这个网络中，有一种重要的结构模式――前馈环。这种结构在众多生物过程中都有至关重要的调控作用。因此，研究这一调控网络的结构和功能是基因的调控机制研究中的重要问题。传统的方法通过基因序列的分析来预测转录因子和miRNA的下游靶基因，从而构建基因调控网络。但是这些计算的方法具有比较高的假阳性。随着生物技术的发展，实验研究产生了大量的基因和miRNA表达的高通量数据，它们为基因调控网络的研究提供了新的依据。在本文中，我们提出了GALASSO方法来构建转录因子和miRNA的调控网络。GALASSO基于带加权一阶惩罚的高斯图模型，实现了序列分析与基因表达分析的整合。我们利用GALASSO分析乳腺癌基因表达数据，构建由转录因子、miRNA及其调控基因组成的调控网络。通过网络结构的分析，我们全面了解转录因子和miRNA的合作调控机制以及前馈环结构在基因调控中的作用，并深入认识它们在癌症中的功能。另外，我们进一步讨论顺式调控模块和miRNA的合作调控关系。我们构建一种由顺式调控模块和miRNA组成的新的合作调控模块。通过分析基因表达模式以及调控网络的结构，我们对于它们的共调控机理和在生物胚胎发育中的作用都进行深入的阐释。综上，我们对转录因子，顺式调控模块和miRNA所构成的基因调控网络进行全面而深入的分析。这一研究有助于我们了解基因的调控机制，认识生物过程及疾病发生背后的机理，对于揭开生命之谜以及疾病的诊断治疗具有重要的帮助。