Gene Function Hypotheses for the Campylobacter jejuni Glycome Generated by a Logic-Based Approach
Notice bibliographique
Résumé
Increasingly, experimental data on biological systems are obtained from several sources and computational approaches are required to integrate this information and derive models for the function of the system. Here, we demonstrate the power of a logic-based machine learning approach to propose hypotheses for gene function integrating information from two diverse experimental approaches. Specifically, we use inductive logic programming that automatically proposes hypotheses explaining the empirical data with respect to logically encoded background knowledge. We study the capsular polysaccharide biosynthetic pathway of the major human gastrointestinal pathogen Campylobacter jejuni. We consider several key steps in the formation of capsular polysaccharide consisting of 15 genes of which 8 have assigned function, and we explore the extent to which functions can be hypothesised for the remaining 7. Two sources of experimental data provide the information for learning-the results of knockout experiments on the genes involved in capsule formation and the absence/presence of capsule genes in a multitude of strains of different serotypes. The machine learning uses the pathway structure as background knowledge. We propose assignments of specific genes to five previously unassigned reaction steps. For four of these steps, there was an unambiguous optimal assignment of gene to reaction, and to the fifth, there were three candidate genes. Several of these assignments were consistent with additional experimental results. We therefore show that the logic-based methodology provides a robust strategy to integrate results from different experimental approaches and propose hypotheses for the behaviour of a biological system.
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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 | 0,003 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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 ».