MAPS: machine-assisted phenotype scoring enables rapid functional assessment of genetic variants by high-content microscopy
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Genetic testing is widely used in evaluating a patient's predisposition to hereditary diseases. In the case of cancer, when a functionally impactful mutation (i.e. genetic variant) is identified in a disease-relevant gene, the patient is at elevated risk of developing a lesion in their lifetime. Unfortunately, as the rate and coverage of genetic testing has accelerated, our ability to assess the functional status of new variants has fallen behind. Therefore, there is an urgent need for more practical, streamlined and cost-effective methods for classifying variants. RESULTS: To directly address this issue, we designed a new approach that uses alterations in protein subcellular localization as a key indicator of loss of function. Thus, new variants can be rapidly functionalized using high-content microscopy (HCM). To facilitate the analysis of the large amounts of imaging data, we developed a new software toolkit, named MAPS for machine-assisted phenotype scoring, that utilizes deep learning to extract and classify cell-level features. MAPS helps users leverage cloud-based deep learning services that are easy to train and deploy to fit their specific experimental conditions. Model training is code-free and can be done with limited training images. Thus, MAPS allows cell biologists to easily incorporate deep learning into their image analysis pipeline. We demonstrated an effective variant functionalization workflow that integrates HCM and MAPS to assess missense variants of PTEN, a tumor suppressor that is frequently mutated in hereditary and somatic cancers. CONCLUSIONS: This paper presents a new way to rapidly assess variant function using cloud deep learning. Since most tumor suppressors have well-defined subcellular localizations, our approach could be widely applied to functionalize variants of uncertain significance and help improve the utility of genetic testing.
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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 | 0,002 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,002 |
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.
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 ».