DNAscent v2: detecting replication forks in nanopore sequencing data with deep learning
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Measuring DNA replication dynamics with high throughput and single-molecule resolution is critical for understanding both the basic biology behind how cells replicate their DNA and how DNA replication can be used as a therapeutic target for diseases like cancer. In recent years, the detection of base analogues in Oxford Nanopore Technologies (ONT) sequencing reads has become a promising new method to supersede existing single-molecule methods such as DNA fibre analysis: ONT sequencing yields long reads with high throughput, and sequenced molecules can be mapped to the genome using standard sequence alignment software. RESULTS: This paper introduces DNAscent v2, software that uses a residual neural network to achieve fast, accurate detection of the thymidine analogue BrdU with single-nucleotide resolution. DNAscent v2 also comes equipped with an autoencoder that interprets the pattern of BrdU incorporation on each ONT-sequenced molecule into replication fork direction to call the location of replication origins termination sites. DNAscent v2 surpasses previous versions of DNAscent in BrdU calling accuracy, origin calling accuracy, speed, and versatility across different experimental protocols. Unlike NanoMod, DNAscent v2 positively identifies BrdU without the need for sequencing unmodified DNA. Unlike RepNano, DNAscent v2 calls BrdU with single-nucleotide resolution and detects more origins than RepNano from the same sequencing data. DNAscent v2 is open-source and available at https://github.com/MBoemo/DNAscent . CONCLUSIONS: This paper shows that DNAscent v2 is the new state-of-the-art in the high-throughput, single-molecule detection of replication fork dynamics. These improvements in DNAscent v2 mark an important step towards measuring DNA replication dynamics in large genomes with single-molecule resolution. Looking forward, the increase in accuracy in single-nucleotide resolution BrdU calls will also allow DNAscent v2 to branch out into other areas of genome stability research, particularly the detection of DNA repair.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Étiquettes directes de modèles (non validées)
Étiquettes de catégorie et de devis d'étude par modèle, issues des rondes d'étiquetage. C'est une sortie machine, non validée, et le désaccord entre modèles est livré comme donnée. Aucun devis ici n'est encore validé contre MEDLINE.
| Bras | Catégories | Devis d'étude | Confiance |
|---|---|---|---|
| gemma | aucune catégorie Domaine: non disponible · Genre: Méthodes Porte sur le système de recherche canadien: non · Porte sur un sujet canadien: non | Simulation ou modélisation | high |
| gpt | aucune catégorie Domaine: non disponible · Genre: Méthodes Porte sur le système de recherche canadien: non · Porte sur un sujet canadien: non | Autre devis | high |
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 | 0,002 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 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 validéeÉtiqueté directement par 2 modèles lisant le dossier complet.
Les modèles divergent sur des parties de cette classification; chaque voix est préservée dans la section en fin de page.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».