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Enregistrement W3028387244 · doi:10.1101/524405

A fully joint Bayesian quantitative trait locus mapping of human protein abundance in plasma

2019· preprint· en· W3028387244 sur OpenAlexaff
Hélène Ruffieux, Jérôme Carayol, Radu Popescu, Mary‐Ellen Harper, Robert Dent, Wim H. M. Saris, Arne Astrup, Jörg Hager, A. C. Davison, Armand Valsesia

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2019
Typepreprint
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueGenetic Mapping and Diversity in Plants and Animals
Établissements canadiensOttawa HospitalUniversity of Ottawa
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésQuantitative trait locusLocus (genetics)BiologyComputational biologyGeneticsGenetic architectureUnivariateFamily-based QTL mappingMultivariate statisticsGeneGene mappingComputer scienceMachine learning

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Molecular quantitative trait locus (QTL) analyses are increasingly popular to explore the genetic architecture of complex traits, but existing studies do not leverage shared regulatory patterns and suffer from a large multiplicity burden, which hampers the detection of weak signals such as trans associations. Here, we present a fully multivariate proteomic QTL (pQTL) analysis performed with our recently proposed Bayesian method LOCUS on data from two clinical cohorts, with plasma protein levels quantified by mass-spectrometry and aptamer-based assays. Our two-stage study identifies 136 pQTL associations in the first cohort, of which > 80% replicate in the second independent cohort and have significant enrichment with functional genomic elements and disease risk loci. Moreover, 78% of the pQTLs whose protein abundance was quantified by both proteomic techniques are confirmed across assays. Our thorough comparisons with standard univariate QTL mapping on (1) these data and (2) synthetic data emulating the real data show how LOCUS borrows strength across correlated protein levels and markers on a genome-wide scale to effectively increase statistical power. Notably, 15% of the pQTLs uncovered by LOCUS would be missed by the univariate approach, including several trans and pleiotropic hits with successful independent validation. Finally, the analysis of extensive clinical data from the two cohorts indicates that the genetically-driven proteins identified by LOCUS are enriched in associations with low-grade inflammation, insulin resistance and dyslipidemia and might therefore act as endophenotypes for metabolic diseases. While considerations on the clinical role of the pQTLs are beyond the scope of our work, these findings generate useful hypotheses to be explored in future research; all results are accessible online from our searchable database. Thanks to its efficient variational Bayes implementation, LOCUS can analyse jointly thousands of traits and millions of markers. Its applicability goes beyond pQTL studies, opening new perspectives for large-scale genome-wide association and QTL analyses. Author summary Exploring the functional mechanisms between the genotype and disease endpoints in view of identifying innovative therapeutic targets has prompted molecular quantitative trait locus studies, which assess how genetic variants (single nucleotide polymorphisms, SNPs) affect intermediate gene (eQTL), protein (pQTL) or metabolite (mQTL) levels. However, conventional univariate screening approaches do not account for local dependencies and association structures shared by multiple molecular levels and markers. Conversely, the current joint modelling approaches are restricted to small datasets by computational constraints. We illustrate and exploit the advantages of our recently introduced Bayesian framework LOCUS in a fully multivariate pQTL study, with ≈ 300K tag SNPs (capturing information from 4M markers) and 100 – 1,000 plasma protein levels measured by two distinct technologies. LOCUS identifies novel pQTLs that replicate in an independent cohort, confirms signals documented in studies 2 – 18 times larger, and detects more pQTLs than a conventional two-stage univariate analysis of our datasets. Moreover, some of these pQTLs might be of biomedical relevance and would therefore deserve dedicated investigation. Our extensive numerical experiments on these data and on simulated data demonstrate that the increased statistical power of LOCUS over standard approaches is largely attributable to its ability to exploit shared information across outcomes while efficiently accounting for the genetic correlation structures at a genome-wide level.

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)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,006
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: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,017

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,006
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,021
Tête enseignante GPT0,225
Écart entre enseignants0,204 · 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

Citations3
Publié2019
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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