Is Over-parameterization a Problem for Profile Mixture Models?
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Biochemical constraints on the admissible amino acids at specific sites in proteins leads to heterogeneity of the amino acid substitution process over sites in alignments. It is well known that phylogenetic models of protein sequence evolution that do not account for site heterogeneity are prone to long-branch attraction (LBA) artifacts. Profile mixture models were developed to model heterogeneity of preferred amino acids at sites via a finite distribution of site classes each with a distinct set of equilibrium amino acid frequencies. However, it is unknown whether the large number of parameters in such models associated with the many amino acid frequency classes can adversely affect tree topology estimates because of over-parameterization. Here we demonstrate theoretically that for long sequences, over-parameterization does not create problems for estimation with profile mixture models. Under mild conditions, tree, amino acid frequencies and other model parameters converge to true values as sequence length increases, even when there are large numbers of components in the frequency profile distributions. Because large sample theory does not necessarily imply good behavior for shorter alignments we explore performance of these models with short alignments simulated with tree topologies that are prone to LBA artifacts. We find that over-parameterization is not a problem for complex profile mixture models even when there are many amino acid frequency classes. In fact, simple models with few site classes behave poorly. Interestingly, we also found that misspecification of the amino acid frequency classes does not lead to increased LBA artifacts as long as the estimated cumulative distribution function of the amino acid frequencies at sites adequately approximates the true one. In contrast, misspecification of the amino acid exchangeability rates can severely negatively affect parameter estimation. Finally, we explore the effects of including in the profile mixture model an additional ‘F-class’ representing the overall frequencies of amino acids in the data set. Surprisingly, the F-class does not help parameter estimation significantly, and can decrease the probability of correct tree estimation, depending on the scenario, even though it tends to improve likelihood scores.
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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 | 0,028 | 0,141 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,003 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,003 |
| Communication savante | 0,002 | 0,005 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,004 | 0,006 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».