Predicting the effect of variants on splicing using Convolutional Neural Networks
Notice bibliographique
Résumé
Mutations that cause an error in the splicing of a messenger RNA (mRNA) can lead to diseases in humans. Various computational models have been developed to recognize the sequence pattern of the splice sites. In recent studies, Convolutional Neural Network (CNN) architectures were shown to outperform other existing models in predicting the splice sites. However, an insufficient effort has been put into extending the CNN model to predict the effect of the genomic variants on the splicing of mRNAs. This study proposes a framework to elaborate on the utility of CNNs to assess the effect of splice variants on the identification of potential disease-causing variants that disrupt the RNA splicing process. Five models, including three CNN-based and two non-CNN machine learning based, were trained and compared using two existing splice site datasets, Genome Wide Human splice sites (GWH) and a dataset provided at the Deep Learning and Artificial Intelligence winter school 2018 (DLAI). The donor sites were also used to test on the HSplice tool to evaluate the predictive models. To improve the effectiveness of predictive models, two datasets were combined. The CNN model with four convolutional layers showed the best splice site prediction performance with an AUPRC of 93.4% and 88.8% for donor and acceptor sites, respectively. The effects of variants on splicing were estimated by applying the best model on variant data from the ClinVar database. Based on the estimation, the framework could effectively differentiate pathogenic variants from the benign variants ( p = 5.9 × 10 −7 ). These promising results support that the proposed framework could be applied in future genetic studies to identify disease causing loci involving the splicing mechanism. The datasets and Python scripts used in this study are available on the GitHub repository at https://github.com/smiile8888/rna-splice-sites-recognition .
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 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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 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 ».