Unsupervised Clustering of Subcellular Protein Expression Patterns in High-Throughput Microscopy Images Reveals Protein Complexes and Functional Relationships between Proteins
Notice bibliographique
Résumé
Protein subcellular localization has been systematically characterized in budding yeast using fluorescently tagged proteins. Based on the fluorescence microscopy images, subcellular localization of many proteins can be classified automatically using supervised machine learning approaches that have been trained to recognize predefined image classes based on statistical features. Here, we present an unsupervised analysis of protein expression patterns in a set of high-resolution, high-throughput microscope images. Our analysis is based on 7 biologically interpretable features which are evaluated on automatically identified cells, and whose cell-stage dependency is captured by a continuous model for cell growth. We show that it is possible to identify most previously identified localization patterns in a cluster analysis based on these features and that similarities between the inferred expression patterns contain more information about protein function than can be explained by a previous manual categorization of subcellular localization. Furthermore, the inferred cell-stage associated to each fluorescence measurement allows us to visualize large groups of proteins entering the bud at specific stages of bud growth. These correspond to proteins localized to organelles, revealing that the organelles must be entering the bud in a stereotypical order. We also identify and organize a smaller group of proteins that show subtle differences in the way they move around the bud during growth. Our results suggest that biologically interpretable features based on explicit models of cell morphology will yield unprecedented power for pattern discovery in high-resolution, high-throughput microscopy images.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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 ».