Using traditional machine learning and deep learning methods for on- and off-target prediction in CRISPR/Cas9: a review
Notice bibliographique
Résumé
CRISPR/Cas9 (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats and CRISPR-associated protein 9) is a popular and effective two-component technology used for targeted genetic manipulation. It is currently the most versatile and accurate method of gene and genome editing, which benefits from a large variety of practical applications. For example, in biomedicine, it has been used in research related to cancer, virus infections, pathogen detection, and genetic diseases. Current CRISPR/Cas9 research is based on data-driven models for on- and off-target prediction as a cleavage may occur at non-target sequence locations. Nowadays, conventional machine learning and deep learning methods are applied on a regular basis to accurately predict on-target knockout efficacy and off-target profile of given single-guide RNAs (sgRNAs). In this paper, we present an overview and a comparative analysis of traditional machine learning and deep learning models used in CRISPR/Cas9. We highlight the key research challenges and directions associated with target activity prediction. We discuss recent advances in the sgRNA-DNA sequence encoding used in state-of-the-art on- and off-target prediction models. Furthermore, we present the most popular deep learning neural network architectures used in CRISPR/Cas9 prediction models. Finally, we summarize the existing challenges and discuss possible future investigations in the field of on- and off-target prediction. Our paper provides valuable support for academic and industrial researchers interested in the application of machine learning methods in the field of CRISPR/Cas9 genome editing.
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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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| 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 ».