Split-Transformer Impute (STI): A Transformer Framework for Genotype Imputation
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Motivation Despite recent advances in sequencing technologies, genome-scale datasets continue to have missing bases and genomic segments. Such incomplete datasets can undermine downstream analyses, such as disease risk prediction and association studies. Consequently, the imputation of missing information is a common pre-processing step for which many methodologies have been developed. However, the imputation of genotypes of certain genomic regions and variants, including large structural variants, remains a challenging problem. Results Here, we present a transformer-based deep learning framework, called a split-transformer impute (STI) model, for accurate genome-scale genotype imputation. Empowered by the attention-based transformer model, STI can be trained for any collection of genomes automatically using self-supervision. STI handles multi-allelic genotypes naturally, unlike other models that need special treatments. STI models automatically learned genome-wide patterns of linkage disequilibrium (LD), evidenced by much higher imputation accuracy in high LD regions. Also, STI models trained through sporadic masking for self-supervision performed well in imputing systematically missing information. Our imputation results on the human 1000 Genomes Project show that STI can achieve high imputation accuracy, comparable to the state-of-the-art genotype imputation methods, with the additional capability to impute multi-allelic structural variants and other types of genetic variants. Moreover, STI showed excellent performance without needing any special presuppositions about the patterns in the underlying data when applied to a collection of yeast genomes, pointing to easy adaptability and application of STI to impute missing genotypes in any species.
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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 | 0,004 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,004 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,004 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 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 ».