Characterizing proteomic and transcriptomic features of missense variants in amyotrophic lateral sclerosis genes
Notice bibliographique
Résumé
Within recent years, there has been a growing number of genes associated with amyotrophic lateral sclerosis (ALS), resulting in an increasing number of novel variants, particularly missense variants, many of which are of unknown clinical significance. Here, we leverage the sequencing efforts of the ALS Knowledge Portal (3864 individuals with ALS and 7839 controls) and Project MinE ALS Sequencing Consortium (4366 individuals with ALS and 1832 controls) to perform proteomic and transcriptomic characterization of missense variants in 24 ALS-associated genes. The two sequencing datasets were interrogated for missense variants in the 24 genes, and variants were annotated with gnomAD minor allele frequencies, ClinVar pathogenicity classifications, protein sequence features including Uniprot functional site annotations, and PhosphoSitePlus post-translational modification site annotations, structural features from AlphaFold predicted monomeric 3D structures, and transcriptomic expression levels from Genotype-Tissue Expression. We then applied missense variant enrichment and gene-burden testing following binning of variation based on the selected proteomic and transcriptomic features to identify those most relevant to pathogenicity in ALS-associated genes. Using predicted human protein structures from AlphaFold, we determined that missense variants carried by individuals with ALS were significantly enriched in β-sheets and α-helices, as well as in core, buried or moderately buried regions. At the same time, we identified that hydrophobic amino acid residues, compositionally biased protein regions and regions of interest are predominantly enriched in missense variants carried by individuals with ALS. Assessment of expression level based on transcriptomics also revealed enrichment of variants of high and medium expression across all tissues and within the brain. We further explored enriched features of interest using burden analyses and identified individual genes were indeed driving certain enrichment signals. A case study is presented for SOD1 to demonstrate proof-of-concept of how enriched features may aid in defining variant pathogenicity. Our results present proteomic and transcriptomic features that are important indicators of missense variant pathogenicity in ALS and are distinct from features associated with neurodevelopmental disorders.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
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 ».