Multi-resolution visualization and analysis of biomolecular networks through hierarchical community detection and web-based graphical tools
Notice bibliographique
Résumé
The visual exploration and analysis of biomolecular networks is of paramount importance for identifying hidden and complex interaction patterns among proteins. Although many tools have been proposed for this task, they are mainly focused on the query and visualization of a single protein with its neighborhood. The global exploration of the entire network and the interpretation of its underlying structure still remains difficult, mainly due to the excessively large size of the biomolecular networks. In this paper we propose a novel multi-resolution representation and exploration approach that exploits hierarchical community detection algorithms for the identification of communities occurring in biomolecular networks. The proposed graphical rendering combines two types of nodes (protein and communities) and three types of edges (protein-protein, community-community, protein-community), and displays communities at different resolutions, allowing the user to interactively zoom in and out from different levels of the hierarchy. Links among communities are shown in terms of relationships and functional correlations among the biomolecules they contain. This form of navigation can be also combined by the user with a vertex centric visualization for identifying the communities holding a target biomolecule. Since communities gather limited-size groups of correlated proteins, the visualization and exploration of complex and large networks becomes feasible on off-the-shelf computer machines. The proposed graphical exploration strategies have been implemented and integrated in UNIPred-Web, a web application that we recently introduced for combining the UNIPred algorithm, able to address both integration and protein function prediction in an imbalance-aware fashion, with an easy to use vertex-centric exploration of the integrated network. The tool has been deeply amended from different standpoints, including the prediction core algorithm. Several tests on networks of different size and connectivity have been conducted to show off the vast potential of our methodology; moreover, enrichment analyses have been performed to assess the biological meaningfulness of detected communities. Finally, a CoV-human network has been embedded in the system, and a corresponding case study presented, including the visualization and the prediction of human host proteins that potentially interact with SARS-CoV2 proteins.
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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 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,005 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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.
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 ».