Hold out the genome: A roadmap to solving the cis-regulatory code
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Gene expression is regulated by transcription factors that work together to read cis-regulatory DNA sequences. The “cis-regulatory code” - the rules that cells use to determine when, where, and how much genes should be expressed - has proven to be exceedingly complex, but recent advances in the scale and resolution of functional genomics assays and Machine Learning have enabled significant progress towards deciphering this code. However, we will likely never solve the cis-regulatory code if we restrict ourselves to models trained only on genomic sequences; regions of homology can easily lead to overestimation of predictive performance, and there is insufficient sequence diversity in our genomes to learn all relevant parameters. Fortunately, randomly synthesized DNA sequences enable us to test a far larger sequence space than exists in our genomes in each experiment, and designed DNA sequences enable a targeted query of the sequence space to maximally improve the models. Since cells use the same biochemical principles to interpret DNA regardless of its source, models that are trained on these synthetic data can predict genomic activity, often better than genome-trained models. Here, we provide an outlook on the field, and propose a roadmap towards solving the cis-regulatory code by training models exclusively on non-genomic DNA sequences, and using genomic sequences solely for evaluating the resulting models.
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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 | 0,012 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,003 |
| Communication savante | 0,003 | 0,006 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,004 | 0,006 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,009 | 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 ».