ModuleInducer: Automating the Extraction of Knowledge from Biological Sequences
Notice bibliographique
Résumé
In the past decade, fast advancements have been made in the sequencing, digitalization and collection of the biological data. However the bottleneck remains at the point of analysis and extraction of patterns from the data. We have developed a method that is aimed at widening this bottleneck by automating the knowledge extraction from the biological data. Our approach is aimed at discovering patterns in a set of DNA sequences based on the location of transcription factor binding sites or any other biological markers with the emphasis of discovering relationships. A variety of statistical and computational methods exists to analyze such data. However, they either require an initial hypothesis, which is later tested, or classify the data based on its attributes. Our approach does not require an initial hypothesis and the classification it produces is based on the relationships between attributes. The value of such approach is that is is able to uncover new knowledge about the data by inducing a general theory based on basic known rules. The core of our approach lies in an inductive logic programming engine, which, based on positive and negative examples as well as background knowledge, is able to induce a descriptive, human-readable theory, describing the data. An application provides an end-to-end analysis of DNA sequences. A simple to use Web interface accepts a set of related sequences to be analyzed, set of negative example sequences to contrast the main set (optional), and a set of possible genetic markers as position-specific scoring matrices. A Java-based backend formats the sequences, determines the location of the genetic markers inside them and passes the information to the ILP engine, which induces the theory. The model, assumed in our background knowledge, is a set of basic interactions between biological markers in any DNA sequence. This makes our approach applicable to analyze a wide variety of biological problems, including detection of cis-regulatory modules and analysis of ChIP-Sequencing experiments. We have evaluated our method in the context of such applications on two real world datasets as well as a number of specially designed synthetic datasets. The approach has shown to have merit even in situations when no significant classification could be determined.
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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 | 0,002 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,012 | 0,009 |
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 ».