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Enregistrement W2793463946 · doi:10.1101/275529

Network-based prediction of protein interactions

2018· preprint· en· W2793463946 sur OpenAlexaff
I. Kovács, Katja Luck, Kerstin Spirohn, Yang Wang, Carl Pollis, Sadie Schlabach, Wenting Bian, Dae‐Kyum Kim, Nishka Kishore, Tong Hao, Michael A. Calderwood, Marc Vidal, Albert-Ĺaszló Barabási

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2018
Typepreprint
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueBioinformatics and Genomic Networks
Établissements canadiensSinai Health SystemLunenfeld-Tanenbaum Research InstituteUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesNational Human Genome Research InstituteNational Institutes of Health
Mots-clésInteractomePairwise comparisonComputer scienceBiological networkExploitFunction (biology)Modelling biological systemsData miningComputational biologySystems biologyTheoretical computer scienceMachine learningArtificial intelligenceBiologyGeneticsGene

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

As biological function emerges through interactions between a cell’s molecular constituents, understanding cellular mechanisms requires us to catalogue all physical interactions between proteins [1–4]. Despite spectacular advances in high-throughput mapping, the number of missing human protein-protein interactions (PPIs) continues to exceed the experimentally documented interactions [5, 6]. Computational tools that exploit structural, sequence or network topology information are increasingly used to fill in the gap, using the patterns of the already known interactome to predict undetected, yet biologically relevant interactions [7–9]. Such network-based link prediction tools rely on the Triadic Closure Principle (TCP) [10–12], stating that two proteins likely interact if they share multiple interaction partners. TCP is rooted in social network analysis, namely the observation that the more common friends two individuals have, the more likely that they know each other [13, 14]. Here, we offer direct empirical evidence across multiple datasets and organisms that, despite its dominant use in biological link prediction, TCP is not valid for most protein pairs. We show that this failure is fundamental - TCP violates both structural constraints and evolutionary processes. This understanding allows us to propose a link prediction principle, consistent with both structural and evo-lutionary arguments, that predicts yet uncovered protein interactions based on paths of length three (L3). A systematic computational cross-validation shows that the L3 principle significantly outperforms existing link prediction methods. To experimentally test the L3 predictions, we perform both large-scale high-throughput and pairwise tests, finding that the predicted links test positively at the same rate as previously known interactions, suggesting that most (if not all) predicted interactions are real. Combining L3 predictions with experimen-tal tests provided new interaction partners of FAM161A, a protein linked to retinitis pigmentosa, offering novel insights into the molecular mechanisms that lead to the disease. Because L3 is rooted in a fundamental biological principle, we expect it to have a broad applicability, enabling us to better understand the emergence of biological function under both healthy and pathological conditions. Summary We unveil a fundamental organizing principle of biological networks and demonstrate its predictive power for uncovering novel protein interactions.

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,005
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,006
Score d'incertitude au seuil0,011

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,005
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0040,002
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,002

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.

Tête enseignante Opus0,011
Tête enseignante GPT0,210
Écart entre enseignants0,199 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
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

Citations83
Publié2018
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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