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Enregistrement W3125312219 · doi:10.1101/2021.01.20.427493

Freddie: Annotation-independent Detection and Discovery of Transcriptomic Alternative Splicing Isoforms

2021· preprint· en· W3125312219 sur OpenAlexafffund
Baraa Orabi, Brian McConeghy, Cédric Chauve, Faraz Hach

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2021
Typepreprint
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueRNA Research and Splicing
Établissements canadiensSimon Fraser UniversityUniversity of British Columbia
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaMichael Smith Health Research BC
Mots-clésAnnotationAlternative splicingComputer scienceComputational biologyspliceExonSegmentationCluster analysisTranscriptomeGene isoformData miningBiologyArtificial intelligenceGeneGenetics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Alternative splicing (AS) is an important mechanism in the development of many cancers, as novel or aberrant AS patterns play an important role as an independent onco-driver. In addition, cancer-specific AS is potentially an effective target of personalized cancer therapeutics. However, detecting AS events remains a challenging task, especially if these AS events are not pre-annotated. This is exacerbated by the fact that existing transcriptome annotation databases are far from being comprehensive, especially with regard to cancer-specific AS. Additionally, traditional sequencing technologies are severely limited by the short length of the generated reads, that rarely spans more than a single splice junction site. Given these challenges, transcriptomic long-read (LR) sequencing presents a promising potential for the detection and discovery of AS. We present Freddie, a computational annotation-independent isoform discovery and detection tool. Freddie takes as input transcriptomic LR sequencing of a sample and computes a set of isoforms for the given sample. Freddie takes as input the genomic alignment of the transcriptomic LRs generated by a splice aligner. It then partitions the reads to sets that can be processed independently and in parallel. For each partition, Freddie segments the genomic alignment of the reads into canonical exon segments. The goal of this segmentation is to be able to represent any potential isoform as a subset of these canonical exons. This segmentation is formulated as an optimization problem and is solved with a Dynamic Programming algorithm. Then, Freddie reconstructs the isoforms by jointly clustering and error-correcting the reads using the canonical segmentation as a succinct representation. The clustering and error-correcting step is formulated as an optimization problem – the Minimum Error Clustering into Isoforms (MErCi) problem – and is solved using Integer Linear Programming (ILP). We compare the performance of Freddie on simulated datasets with other isoform detection tools with varying dependence on annotation databases. We show that Freddie outperforms the other tools in its recall, including those given the complete ground truth annotation. In terms of false positive rate, Freddie performs comparably to the other tools. We also run Freddie on a transcriptomic LR dataset generated in-house from a prostate cancer cell line. Freddie detects a potentially novel Androgen Receptor isoform that includes novel intron retention. We cross-validate this novel intron retention using orthogonal publicly available short-read RNA-seq datasets. Availability Freddie is open source and available at https://bitbucket.org/baraaorabi/freddie

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)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,014

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,002
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0020,001
Science ouverte0,0030,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

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.

Tête enseignante Opus0,009
Tête enseignante GPT0,229
Écart entre enseignants0,220 · 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'étudeExpérimental (laboratoire)
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

Citations1
Publié2021
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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