A machine learning approach for viral genome classification
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Advances in cloning and sequencing technology are yielding a massive number of viral genomes. The classification and annotation of these genomes constitute important assets in the discovery of genomic variability, taxonomic characteristics and disease mechanisms. Existing classification methods are often designed for specific well-studied family of viruses. Thus, the viral comparative genomic studies could benefit from more generic, fast and accurate tools for classifying and typing newly sequenced strains of diverse virus families. RESULTS: Here, we introduce a virus classification platform, CASTOR, based on machine learning methods. CASTOR is inspired by a well-known technique in molecular biology: restriction fragment length polymorphism (RFLP). It simulates, in silico, the restriction digestion of genomic material by different enzymes into fragments. It uses two metrics to construct feature vectors for machine learning algorithms in the classification step. We benchmark CASTOR for the classification of distinct datasets of human papillomaviruses (HPV), hepatitis B viruses (HBV) and human immunodeficiency viruses type 1 (HIV-1). Results reveal true positive rates of 99%, 99% and 98% for HPV Alpha species, HBV genotyping and HIV-1 M subtyping, respectively. Furthermore, CASTOR shows a competitive performance compared to well-known HIV-1 specific classifiers (REGA and COMET) on whole genomes and pol fragments. CONCLUSION: The performance of CASTOR, its genericity and robustness could permit to perform novel and accurate large scale virus studies. The CASTOR web platform provides an open access, collaborative and reproducible machine learning classifiers. CASTOR can be accessed at http://castor.bioinfo.uqam.ca .
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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) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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 ».