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Enregistrement W2987941611 · doi:10.1093/sysbio/syz075

A Phenotype–Genotype Codon Model for Detecting Adaptive Evolution

2019· article· en· W2987941611 sur OpenAlexafffund
Christopher T. Jones, Noor Youssef, Edward Susko, Joseph P. Bielawski

Notice bibliographique

RevueSystematic Biology · 2019
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueGenomics and Phylogenetic Studies
Établissements canadiensDalhousie University
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésNonsynonymous substitutionBiologyAdaptation (eye)PhenotypeTraitEvolutionary biologyMolecular evolutionSelection (genetic algorithm)GeneticsNeutral theory of molecular evolutionNull modelNatural selectionGenePhylogeneticsEcologyGenomeMachine learningComputer science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

A central objective in biology is to link adaptive evolution in a gene to structural and/or functional phenotypic novelties. Yet most analytic methods make inferences mainly from either phenotypic data or genetic data alone. A small number of models have been developed to infer correlations between the rate of molecular evolution and changes in a discrete or continuous life history trait. But such correlations are not necessarily evidence of adaptation. Here, we present a novel approach called the phenotype-genotype branch-site model (PG-BSM) designed to detect evidence of adaptive codon evolution associated with discrete-state phenotype evolution. An episode of adaptation is inferred under standard codon substitution models when there is evidence of positive selection in the form of an elevation in the nonsynonymous-to-synonymous rate ratio $\omega$ to a value $\omega > 1$. As it is becoming increasingly clear that $\omega > 1$ can occur without adaptation, the PG-BSM was formulated to infer an instance of adaptive evolution without appealing to evidence of positive selection. The null model makes use of a covarion-like component to account for general heterotachy (i.e., random changes in the evolutionary rate at a site over time). The alternative model employs samples of the phenotypic evolutionary history to test for phenomenological patterns of heterotachy consistent with specific mechanisms of molecular adaptation. These include 1) a persistent increase/decrease in $\omega$ at a site following a change in phenotype (the pattern) consistent with an increase/decrease in the functional importance of the site (the mechanism); and 2) a transient increase in $\omega$ at a site along a branch over which the phenotype changed (the pattern) consistent with a change in the site's optimal amino acid (the mechanism). Rejection of the null is followed by post hoc analyses to identify sites with strongest evidence for adaptation in association with changes in the phenotype as well as the most likely evolutionary history of the phenotype. Simulation studies based on a novel method for generating mechanistically realistic signatures of molecular adaptation show that the PG-BSM has good statistical properties. Analyses of real alignments show that site patterns identified post hoc are consistent with the specific mechanisms of adaptation included in the alternate model. Further simulation studies show that the covarion-like component of the PG-BSM plays a crucial role in mitigating recently discovered statistical pathologies associated with confounding by accounting for heterotachy-by-any-cause. [Adaptive evolution; branch-site model; confounding; mutation-selection; phenotype-genotype.].

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)0,005
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,016
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: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,005
Score d'incertitude au seuil0,028

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0050,016
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,003
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0030,001
Intégrité de la recherche0,0030,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

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.

Tête enseignante Opus0,020
Tête enseignante GPT0,245
Écart entre enseignants0,225 · 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

Citations17
Publié2019
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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