HiCSR: a Hi-C super-resolution framework for producing highly realistic contact maps
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Motivation Hi-C data has enabled the genome-wide study of chromatin folding and architecture, and has led to important discoveries in the structure and function of chromatin conformation. Here, high resolution data plays a particularly important role as many chromatin substructures such as Topologically Associating Domains (TADs) and chromatin loops cannot be adequately studied with low resolution contact maps. However, the high sequencing costs associated with the generation of high resolution Hi-C data has become an experimental barrier. Data driven machine learning models, which allow low resolution Hi-C data to be computationally enhanced, offer a promising avenue to address this challenge. Results By carefully examining the properties of Hi-C maps and integrating various recent advances in deep learning, we developed a Hi-C Super-Resolution (HiCSR) framework capable of accurately recovering the fine details, textures, and substructures found in high resolution contact maps. This was achieved using a novel loss function tailored to the Hi-C enhancement problem which optimizes for an adversarial loss from a Generative Adversarial Network (GAN), a feature reconstruction loss derived from the latent representation of a denoising autoencoder, and a pixel-wise loss. Not only can the resulting framework generate enhanced Hi-C maps more visually similar to the original high resolution maps, it also excels on a suite of reproducibility metrics produced by members of the ENCODE Consortium compared to existing approaches, including HiCPlus, HiCNN, hicGAN and DeepHiC. Finally, we demonstrate that HiCSR is capable of enhancing Hi-C data across sequencing depth, cell types, and species, recovering biologically significant contact domain boundaries. Availability We make our implementation available for download at: https://github.com/PSI-Lab/HiCSR Contact ljlee@psi.toronto.edu Supplementary information Available Online
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
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 tête enseignante, 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 ».