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Enregistrement W4250219145 · doi:10.4018/978-1-60960-561-2.ch316

AI Methods for Analyzing Microarray Data

2011· book-chapter· en· W4250219145 sur OpenAlexaff
Amira Djebbari, Aedín C. Culhane, Alice Armstrong, John Quackenbush

Notice bibliographique

RevueIGI Global eBooks · 2011
Typebook-chapter
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueGene expression and cancer classification
Établissements canadiensNational Research Council Canada
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésDNA microarrayENCODEComputational biologyGeneMicroarray analysis techniquesCurse of dimensionalityBiologySnapshot (computer storage)Biological dataGene expressionComputer scienceData scienceBioinformaticsGeneticsArtificial intelligence

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Biological systems can be viewed as information management systems, with a basic instruction set stored in each cell’s DNA as “genes.” For most genes, their information is enabled when they are transcribed into RNA which is subsequently translated into the proteins that form much of a cell’s machinery. Although details of the process for individual genes are known, more complex interactions between elements are yet to be discovered. What we do know is that diseases can result if there are changes in the genes themselves, in the proteins they encode, or if RNAs or proteins are made at the wrong time or in the wrong quantities. Recent advances in biotechnology led to the development of DNA microarrays, which quantitatively measure the expression of thousands of genes simultaneously and provide a snapshot of a cell’s response to a particular condition. Finding patterns of gene expression that provide insight into biological endpoints offers great opportunities for revolutionizing diagnostic and prognostic medicine and providing mechanistic insight in data-driven research in the life sciences, an area with a great need for advances, given the urgency associated with diseases. However, microarray data analysis presents a number of challenges, from noisy data to the curse of dimensionality (large number of features, small number of instances) to problems with no clear solutions (e.g. real world mappings of genes to traits or diseases that are not yet known). Finding patterns of gene expression in microarray data poses problems of class discovery, comparison, prediction, and network analysis which are often approached with AI methods. Many of these methods have been successfully applied to microarray data analysis in a variety of applications ranging from clustering of yeast gene expression patterns (Eisen et al., 1998) to classification of different types of leukemia (Golub et al., 1999). Unsupervised learning methods (e.g. hierarchical clustering) explore clusters in data and have been used for class discovery of distinct forms of diffuse large B-cell lymphoma (Alizadeh et al., 2000). Supervised learning methods (e.g. artificial neural networks) utilize a previously determined mapping between biological samples and classes (i.e. labels) to generate models for class prediction. A k-nearest neighbor (k-NN) approach was used to train a gene expression classifier of different forms of brain tumors and its predictions were able to distinguish biopsy samples with different prognosis suggesting that microarray profiles can predict clinical outcome and direct treatment (Nutt et al., 2003). Bayesian networks constructed from microarray data hold promise for elucidating the underlying biological mechanisms of disease (Friedman et al., 2000).

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)0,012
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,044
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,012
Score d'incertitude au seuil0,064

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0120,044
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0030,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0020,003
Bibliométrie0,0080,009
Études des sciences et des technologies0,0010,002
Communication savante0,0040,003
Science ouverte0,0050,002
Intégrité de la recherche0,0020,005
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0120,006

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 Opus0,063
Tête enseignante GPT0,362
Écart entre enseignants0,299 · 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'étudeSimulation ou modélisation
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

Citations0
Publié2011
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Résumé présentoui

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