Phylogenetic approaches to microbial community classification
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: The microbiota from different body sites are dominated by different major groups of microbes, but the variations within a body site such as the mouth can be more subtle. Accurate predictive models can serve as useful tools for distinguishing sub-sites and understanding key organisms and their roles and can highlight deviations from expected distributions of microbes. Good classification depends on choosing the right combination of classifier, feature representation, and learning model. Machine-learning procedures have been used in the past for supervised classification, but increased attention to feature representation and selection may produce better models and predictions. RESULTS: We focused our attention on the classification of nine oral sites and dental plaque in particular, using data collected from the Human Microbiome Project. A key focus of our representations was the use of phylogenetic information, both as the basis for custom kernels and as a way to represent sets of microbes to the classifier. We also used the PICRUSt software, which draws on phylogenetic relationships to predict molecular functions and to generate additional features for the classifier. Custom kernels based on the UniFrac measure of community dissimilarity did not improve performance. However, feature representation was vital to classification accuracy, with microbial clade and function representations providing useful information to the classifier; combining the two types of features did not yield increased prediction accuracy. Many of the best-performing clades and functions had clear associations with oral microflora. CONCLUSIONS: The classification of oral microbiota remains a challenging problem; our best accuracy on the plaque dataset was approximately 81 %. Perfect accuracy may be unattainable due to the close proximity of the sites and intra-individual variation. However, further exploration of the space of both classifiers and feature representations is likely to increase the accuracy of predictive models.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,008 | 0,022 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,003 |
| Bibliométrie | 0,011 | 0,007 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,002 |
| Communication savante | 0,003 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,004 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».