GFETM: Genome Foundation-based Embedded Topic Model for scATAC-seq Modeling
Notice bibliographique
Résumé
Single-cell assay for transposase-accessible chromatin with sequencing (scATAC-seq) enables investigation of open chromatin landscapes at single-cell resolution. However, analyzing scATAC-seq data remains challenging due to inherent sparsity and noise. Genome foundation models (GFMs), pre-trained on extensive DNA sequence datasets, have demonstrated effectiveness in genome analysis. Because open chromatin regions (OCRs) harbor salient sequence features, we hypothesized that leveraging GFMs' sequence embeddings could enhance scATAC-seq modeling accuracy and generalizability. We introduce the genome foundation embedded topic model (GFETM), an interpretable deep learning framework combining GFMs with the embedded topic model (ETM) for scATAC-seq analysis. By integrating DNA sequence embeddings extracted by a GFM from OCRs, GFETM demonstrates superior accuracy and generalizability and captures cell-state-specific transcription factor (TF) activity with both zero-shot inference and attention-mechanism analysis. Finally, the topic mixtures inferred by GFETM reveal biologically meaningful epigenomic signatures of kidney diabetes. A record of this paper's transparent peer review process is included in the supplemental information.
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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 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 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 ».