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Enregistrement W2963682701 · doi:10.1101/710699

Terminitor: Cleavage Site Prediction Using Deep Learning Models

2019· preprint· en· W2963682701 sur OpenAlexaff

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2019
Typepreprint
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueRNA Research and Splicing
Établissements canadiensCanada's Michael Smith Genome Sciences CentreUniversity of British Columbia
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPolyadenylationCleavage and polyadenylation specificity factorCleavage factorTranscriptomeCleavage (geology)DECIPHERDeep sequencingGeneDeep learning

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract As a widespread RNA processing machinery, alternative polyadenylation plays a crucial role in gene regulation. To help decipher its underlying mechanism and understand its impact, it is desirable to comprehensively profile 3’-untranslated region cleavage and associated polyadenylation sites. State-of-the-art polyadenylation site detection tools are known to be influenced by library preparation artefacts or manually selected features. Moreover, recently published machine learning methods have only been tested on pre-constructed datasets, thus lacking validation on experimental data. Here we present Terminitor, the first deep neural network-based profiling pipeline to make predictions from RNA-seq data. We show how Terminitor outperforms competing tools in sensitivity and precision on experimental transcriptome sequencing data, and demonstrate its use with data from short- and long-read sequencing technologies. For species without a good reference transcriptome annotation, Terminitor is still able to pass on the information learnt from a related species and make reasonable predictions. We used Terminitor to showcase how single nucleotide variations can create or destroy polyadenylated cleavage sites in human RNA-seq samples. Author Summary 3’ cleavage and polyadenylation of pre-mRNA is part of RNA maturation process. One gene can be cleaved at different positions at its 3’ end, namely alternatively polyadenylation, thus identifying the correct polyadenylated cleavage site (poly(A) CS) is essential to unveil its role in gene regulation under different physiological and pathological conditions. The current poly(A) CS prediction tools are either heavily influenced by RNA-Seq library preparation artefacts or have only been designed and tested on ad hoc datasets, lacking association with real world applications. In this study, we present a deep learning model, Terminitor, that predicts the probability of a nucleotide sequence containing a poly(A) CS, and validated its performance on human and mouse data. Along with the model, we propose a poly(A) CS profiling pipeline for RNA-seq data. We benchmarked our pipeline against competing tools and achieved higher sensitivity and precision in experimental data. The usage of Terminitor is not limited to genome and transcriptome annotation and we expect it to facilitate the identification of novel isoforms, improve the accuracy of transcript quantification and differential expression analysis, and contribute to the repertoire of reference transcriptome annotation.

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)0,002
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: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,013

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0020,003
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0040,002

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 Opus0,020
Tête enseignante GPT0,241
Écart entre enseignants0,221 · 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
GenreMéthodes

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

En bref

Citations2
Publié2019
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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