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Enregistrement W4402072719 · doi:10.1002/jcsm.13562

Artificial neural network inference analysis identified novel genes and gene interactions associated with skeletal muscle aging

2024· article· en· W4402072719 sur OpenAlexfundno aff
Janelle Tarum, Graham Ball, Thomas Gustafsson, Mikael Altun, Lívia Santos

Notice bibliographique

RevueJournal of Cachexia Sarcopenia and Muscle · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueMuscle Physiology and Disorders
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesKarolinska InstitutetTrent UniversityNottingham Trent University
Mots-clésMedicineSkeletal muscleGeneComputational biologyBioinformaticsInferenceGeneticsArtificial intelligenceAnatomyBiologyComputer science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Sarcopenia is an age-related muscle disease that increases the risk of falls, disabilities, and death. It is associated with increased muscle protein degradation driven by molecular signalling pathways including Akt and FOXO1. This study aims to identify genes, gene interactions, and molecular pathways and processes associated with muscle aging and exercise in older adults that remained undiscovered until now leveraging on an artificial intelligence approach called artificial neural network inference (ANNi). METHODS: Four datasets reporting the profile of muscle transcriptome obtained by RNA-seq of young (21-43 years) and older adults (63-79 years) were selected and retrieved from the Gene Expression Omnibus (GEO) data repository. Two datasets contained the transcriptome profiles associated to muscle aging and two the transcriptome linked to resistant exercise in older adults, the latter before and after 6 months of exercise training. Each dataset was individually analysed by ANNi based on a swarm neural network approach integrated into a deep learning model (Intelligent Omics). This allowed us to identify top 200 genes influencing (drivers) or being influenced (targets) by aging or exercise and the strongest interactions between such genes. Downstream gene ontology (GO) analysis of these 200 genes was performed using Metacore (Clarivate™) and the open-source software, Metascape. To confirm the differential expression of the genes showing the strongest interactions, real-time quantitative PCR (RT-qPCR) was employed on human muscle biopsies obtained from eight young (25 ± 4 years) and eight older men (78 ± 7.6 years), partaking in a 6-month resistance exercise training programme. RESULTS: CHAD, ZDBF2, USP54, and JAK2 were identified as the genes with the strongest interactions predicting aging, while SCFD1, KDM5D, EIF4A2, and NIPAL3 were the main interacting genes associated with long-term exercise in older adults. RT-qPCR confirmed significant upregulation of USP54 (P = 0.005), CHAD (P = 0.03), and ZDBF2 (P = 0.008) in the aging muscle, while exercise-related genes were not differentially expressed (EIF4A2 P = 0.99, NIPAL3 P = 0.94, SCFD1 P = 0.94, and KDM5D P = 0.64). GO analysis related to skeletal muscle aging suggests enrichment of pathways linked to bone development (adj P-value 0.006), immune response (adj P-value <0.001), and apoptosis (adj P-value 0.01). In older exercising adults, these were ECM remodelling (adj P-value <0.001), protein folding (adj P-value <0.001), and proteolysis (adj P-value <0.001). CONCLUSIONS: Using ANNi and RT-qPCR, we identified three strongly interacting genes predicting muscle aging, ZDBF2, USP54, and CHAD. These findings can help to inform the design of nonpharmacological and pharmacological interventions that prevent or mitigate sarcopenia.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,918
Score d'incertitude au seuil0,495

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,016
Tête enseignante GPT0,281
Écart entre enseignants0,264 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations6
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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