A method to correct for local alterations in DNA copy number that bias functional genomics assays applied to antibiotic-treated bacteria
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Functional genomics techniques, such as transposon insertion sequencing and RNA-sequencing, are key to studying relative differences in bacterial mutant fitness or gene expression under selective conditions. However, certain stress conditions, mutations, or antibiotics can directly interfere with DNA synthesis, resulting in systematic changes in local DNA copy numbers along the chromosome. This can lead to artifacts in sequencing-based functional genomics data when comparing antibiotic treatment to an unstressed control. Further, relative differences in gene-wise read counts may result from alterations in chromosomal replication dynamics, rather than selection or direct gene regulation. We term this artifact “chromosomal location bias” and implement a principled statistical approach to correct it by calculating local normalization factors along the chromosome. These normalization factors are then directly incorporated into statistical analyses using standard RNA-sequencing analysis methods without modifying the read counts themselves, preserving important information about the mean-variance relationship in the data. We illustrate the utility of this approach by generating and analyzing a ciprofloxacin-treated transposon insertion sequencing data set in Escherichia coli as a case study. We show that ciprofloxacin treatment generates chromosomal location bias in the resulting data, and we further demonstrate that failing to correct for this bias leads to false predictions of mutant drug sensitivity as measured by minimum inhibitory concentrations. We have developed an R package and user-friendly graphical Shiny application, ChromoCorrect, that detects and corrects for chromosomal bias in read count data, enabling the application of functional genomics technologies to the study of antibiotic stress. IMPORTANCE Altered gene dosage due to changes in DNA replication has been observed under a variety of stresses with a variety of experimental techniques. However, the implications of changes in gene dosage for sequencing-based functional genomics assays are rarely considered. We present a statistically principled approach to correcting for the effect of changes in gene dosage, enabling testing for differences in the fitness effects or regulation of individual genes in the presence of confounding differences in DNA copy number. We show that failing to correct for these effects can lead to incorrect predictions of resistance phenotype when applying functional genomics assays to investigate antibiotic stress, and we provide a user-friendly application to detect and correct for changes in DNA copy number.
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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 | 0,009 | 0,037 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,004 |
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 ».