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Enregistrement W3101263312 · doi:10.1101/408484

Simultaneous SNP selection and adjustment for population structure in high dimensional prediction models

2018· preprint· en· W3101263312 sur OpenAlexaff
Sahir Bhatnagar, Yi Yang, Tianyuan Lu, Erwin Schurr, J. Concepción Loredo‐Osti, Marie Forest, Karim Oualkacha, Celia M.T. Greenwood

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2018
Typepreprint
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueGenetic Associations and Epidemiology
Établissements canadiensUniversité du Québec à MontréalMemorial University of NewfoundlandMcGill UniversityJewish General Hospital
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésLasso (programming language)PopulationCoordinate descentComputer scienceMendelian randomizationSelection (genetic algorithm)StatisticsMultivariate statisticsPrincipal component analysisMathematicsArtificial intelligenceAlgorithmBiologyGeneticsGenetic variants

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Complex traits are known to be influenced by a combination of environmental factors and rare and common genetic variants. However, detection of such multivariate associations can be compromised by low statistical power and confounding by population structure. Linear mixed effects models (LMM) can account for correlations due to relatedness but have not been applicable in high-dimensional (HD) settings where the number of fixed effect predictors greatly exceeds the number of samples. False positives or false negatives can result from two-stage approaches, where the residuals estimated from a null model adjusted for the subjects’ relationship structure are sub-sequently used as the response in a standard penalized regression model. To overcome these challenges, we develop a general penalized LMM with a single random effect called ggmix for simultaneous SNP selection and adjustment for population structure in high dimensional prediction models. We develop a blockwise coordinate descent algorithm with automatic tuning parameter selection which is highly scalable, computationally efficient and has theoretical guarantees of convergence. Through simulations and three real data examples, we show that ggmix leads to more parsimonious models compared to the two-stage approach or principal component adjustment with better prediction accuracy. Our method performs well even in the presence of highly correlated markers, and when the causal SNPs are included in the kinship matrix. ggmix can be used to construct polygenic risk scores and select instrumental variables in Mendelian randomization studies. Our algorithms are available in an R package ( https://github.com/greenwoodlab/ggmix ). 1 Author Summary This work addresses a recurring challenge in the analysis and interpretation of genetic association studies: which genetic variants can best predict and are independently associated with a given phenotype in the presence of population structure ? Not controlling confounding due to geographic population structure, family and/or cryptic relatedness can lead to spurious associations. Much of the existing research has therefore focused on modeling the association between a phenotype and a single genetic variant in a linear mixed model with a random effect. However, this univariate approach may miss true associations due to the stringent significance thresholds required to reduce the number of false positives and also ignores the correlations between markers. We propose an alternative method for fitting high-dimensional multivariable models, which selects SNPs that are independently associated with the phenotype while also accounting for population structure. We provide an efficient implementation of our algorithm and show through simulation studies and real data examples that our method outperforms existing methods in terms of prediction accuracy and controlling the false discovery rate.

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)0,007
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,019
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 enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,038

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0070,019
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0020,002
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0030,003
Intégrité de la recherche0,0020,003
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0050,002

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 Opus0,010
Tête enseignante GPT0,229
Écart entre enseignants0,219 · 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

Citations0
Publié2018
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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