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Enregistrement W2760465763

Pattern Discovery in DNA Sequences

2012· dissertation· en· W2760465763 sur OpenAlexvenueno aff
Rui Yan

Notice bibliographique

RevueLibrary and Archives Canada (Government of Canada) · 2012
Typedissertation
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueAlgorithms and Data Compression
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésComputational biologyEvolutionary biologyBiologyGeneticsData scienceComputer science
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

A pattern is a relatively short sequence that represents a phenomenon in a set of sequences. Not all short sequences are patterns; only those that are statistically significant are referred to as patterns or motifs. Pattern discovery methods analyze sequences and attempt to identify and characterize meaningful patterns. This thesis extends the application of pattern discovery algorithms to a new problem domain - Single Nucleotide Polymorphism (SNP) classification.\nSNPs are single base-pair (bp) variations in the genome, and are probably the most common form of genetic variation. On average, one in every thousand bps may be an SNP. The function of most SNPs, especially those not associated with protein sequence changes, remains unclear. However, genome-wide linkage analyses have associated many SNPs with disorders ranging from Crohn’s disease, to cancer, to quantitative traits such as height or hair color. As a result, many groups are working to predict the functional effects of individual SNPs. In contrast, very little research has examined the causes of SNPs: Why do SNPs occur where they do? \nThis thesis addresses this problem by using pattern discovery algorithms to study DNA non-coding sequences. The hypothesis is that short DNA patterns can be used to predict SNPs. For example, such patterns found in the SNP sequence might block the DNA repair mechanism for the SNP, thus causing SNP occurrence. In order to test the hypothesis, a model is developed to predict SNPs by using pattern discovery methods. The results show that SNP prediction with pattern discovery methods is weak (50 2%), whereas machine learning classification algorithms can achieve prediction accuracy as high as 68%. To determine whether the poor performance of pattern discovery is due to data characteristics (such as sequence length or pattern length) or to the specific biological problem (SNP prediction), a survey was conducted by profiling eight representative pattern discovery methods at multiple parameter settings on 6,754 real biological datasets. This is the first systematic review of pattern discovery methods with assessments of prediction accuracy, CPU usage and memory consumption. It was found that current pattern discovery methods do not consider positional information and do not handle short sequences well (<150 bps), including SNP sequences. \nTherefore, this thesis proposes a new supervised pattern discovery classification algorithm, referred to as Weighted-Position Pattern Discovery and Classification (WPPDC). The WPPDC is able to exploit positional information to identify positionally-enriched motifs, and to select motifs with a high information content for further classification. Tree structure is applied to WPPDC (referred to as T-WPPDC) in order to reduce algorithmic complexity. Compared to pattern discovery methods T-WPPDC not only showed consistently superior prediction accuracy and but generated patterns with positional information. Machine-learning classification methods (such as Random Forests) showed comparable prediction accuracy. However, unlike T-WPPDC, they are classification methods and are unable to generate SNP-associated patterns.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,735
Score d'incertitude au seuil0,995

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,002
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,004
Tête enseignante GPT0,158
Écart entre enseignants0,155 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2012
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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