MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W4311556529 · doi:10.1371/journal.pcbi.1010779

Genome-wide identification and characterization of DNA enhancers with a stacked multivariate fusion framework

2022· article· en· W4311556529 sur OpenAlexaff
Yansong Wang, Zilong Hou, Yuning Yang, Ka‐Chun Wong, Xiangtao Li

Notice bibliographique

RevuePLoS Computational Biology · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueGenomics and Chromatin Dynamics
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesNational Natural Science Foundation of China
Mots-clésEnhancerComputational biologyInterpretabilitySequence motifComputer scienceClassifier (UML)Artificial intelligenceBiologyGeneticsGeneTranscription factor

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Enhancers are short non-coding DNA sequences outside of the target promoter regions that can be bound by specific proteins to increase a gene's transcriptional activity, which has a crucial role in the spatiotemporal and quantitative regulation of gene expression. However, enhancers do not have a specific sequence motifs or structures, and their scattered distribution in the genome makes the identification of enhancers from human cell lines particularly challenging. Here we present a novel, stacked multivariate fusion framework called SMFM, which enables a comprehensive identification and analysis of enhancers from regulatory DNA sequences as well as their interpretation. Specifically, to characterize the hierarchical relationships of enhancer sequences, multi-source biological information and dynamic semantic information are fused to represent regulatory DNA enhancer sequences. Then, we implement a deep learning-based sequence network to learn the feature representation of the enhancer sequences comprehensively and to extract the implicit relationships in the dynamic semantic information. Ultimately, an ensemble machine learning classifier is trained based on the refined multi-source features and dynamic implicit relations obtained from the deep learning-based sequence network. Benchmarking experiments demonstrated that SMFM significantly outperforms other existing methods using several evaluation metrics. In addition, an independent test set was used to validate the generalization performance of SMFM by comparing it to other state-of-the-art enhancer identification methods. Moreover, we performed motif analysis based on the contribution scores of different bases of enhancer sequences to the final identification results. Besides, we conducted interpretability analysis of the identified enhancer sequences based on attention weights of EnhancerBERT, a fine-tuned BERT model that provides new insights into exploring the gene semantic information likely to underlie the discovered enhancers in an interpretable manner. Finally, in a human placenta study with 4,562 active distal gene regulatory enhancers, SMFM successfully exposed tissue-related placental development and the differential mechanism, demonstrating the generalizability and stability of our proposed framework.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
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: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,008

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,007
Tête enseignante GPT0,219
Écart entre enseignants0,212 · 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
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations11
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revuePLoS Computational BiologyMême sujetGenomics and Chromatin DynamicsTravaux en français237 207