Methods for selecting fixed-effect models for heterogeneous codon evolution, with comments on their application to gene and genome data
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Models of codon evolution have proven useful for investigating the strength and direction of natural selection. In some cases, a priori biological knowledge has been used successfully to model heterogeneous evolutionary dynamics among codon sites. These are called fixed-effect models, and they require that all codon sites are assigned to one of several partitions which are permitted to have independent parameters for selection pressure, evolutionary rate, transition to transversion ratio or codon frequencies. For single gene analysis, partitions might be defined according to protein tertiary structure, and for multiple gene analysis partitions might be defined according to a gene's functional category. Given a set of related fixed-effect models, the task of selecting the model that best fits the data is not trivial. RESULTS: In this study, we implement a set of fixed-effect codon models which allow for different levels of heterogeneity among partitions in the substitution process. We describe strategies for selecting among these models by a backward elimination procedure, Akaike information criterion (AIC) or a corrected Akaike information criterion (AICc). We evaluate the performance of these model selection methods via a simulation study, and make several recommendations for real data analysis. Our simulation study indicates that the backward elimination procedure can provide a reliable method for model selection in this setting. We also demonstrate the utility of these models by application to a single-gene dataset partitioned according to tertiary structure (abalone sperm lysin), and a multi-gene dataset partitioned according to the functional category of the gene (flagellar-related proteins of Listeria). CONCLUSION: Fixed-effect models have advantages and disadvantages. Fixed-effect models are desirable when data partitions are known to exhibit significant heterogeneity or when a statistical test of such heterogeneity is desired. They have the disadvantage of requiring a priori knowledge for partitioning sites. We recommend: (i) selection of models by using backward elimination rather than AIC or AICc, (ii) use a stringent cut-off, e.g., p = 0.0001, and (iii) conduct sensitivity analysis of results. With thoughtful application, fixed-effect codon models should provide a useful tool for large scale multi-gene analyses.
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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 | 0,073 | 0,235 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,003 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,006 |
| Bibliométrie | 0,006 | 0,006 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,008 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,006 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,020 | 0,004 |
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 ».