Looking for Darwin in Genomic Sequences: Validity and Success Depends on the Relationship Between Model and Data
Notice bibliographique
Résumé
Codon substitution models (CSMs) are commonly used to infer the history of natural section for a set of protein-coding sequences, often with the explicit goal of detecting the signature of positive Darwinian selection. However, the validity and success of CSMs used in conjunction with the maximum likelihood (ML) framework is sometimes challenged with claims that the approach might too often support false conclusions. In this chapter, we use a case study approach to identify four legitimate statistical difficulties associated with inference of evolutionary events using CSMs. These include: (1) model misspecification, (2) low information content, (3) the confounding of processes, and (4) phenomenological load, or PL. While past criticisms of CSMs can be connected to these issues, the historical critiques were often misdirected, or overstated, because they failed to recognize that the success of any model-based approach depends on the relationship between model and data. Here, we explore this relationship and provide a candid assessment of the limitations of CSMs to extract historical information from extant sequences. To aid in this assessment, we provide a brief overview of: (1) a more realistic way of thinking about the process of codon evolution framed in terms of population genetic parameters, and (2) a novel presentation of the ML statistical framework. We then divide the development of CSMs into two broad phases of scientific activity and show that the latter phase is characterized by increases in model complexity that can sometimes negatively impact inference of evolutionary mechanisms. Such problems are not yet widely appreciated by the users of CSMs. These problems can be avoided by using a model that is appropriate for the data; but, understanding the relationship between the data and a fitted model is a difficult task. We argue that the only way to properly understand that relationship is to perform in silico experiments using a generating process that can mimic the data as closely as possible. The mutation-selection modeling framework (MutSel) is presented as the basis of such a generating process. We contend that if complex CSMs continue to be developed for testing explicit mechanistic hypotheses, then additional analyses such as those described in here (e.g., penalized LRTs and estimation of PL) will need to be applied alongside the more traditional inferential methods.
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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 | 0,133 | 0,338 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,003 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,006 | 0,005 |
| Études des sciences et des technologies | 0,004 | 0,040 |
| Communication savante | 0,016 | 0,029 |
| Science ouverte | 0,006 | 0,008 |
| Intégrité de la recherche | 0,008 | 0,019 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 ».