Variational inference for microbiome survey data with application to global ocean data
Notice bibliographique
Résumé
Linking sequence-derived microbial taxa abundances to host (patho-)physiology or habitat characteristics in a reproducible and interpretable manner has remained a formidable challenge for the analysis of microbiome survey data. Here, we introduce a flexible probabilistic modeling framework, VI-MIDAS (variational inference for microbiome survey data analysis), that enables joint estimation of context-dependent drivers and broad patterns of associations of microbial taxon abundances from microbiome survey data. VI-MIDAS comprises mechanisms for direct coupling of taxon abundances with covariates and taxa-specific latent coupling, which can incorporate spatio-temporal information and taxon-taxon interactions. We leverage mean-field variational inference for posterior VI-MIDAS model parameter estimation and illustrate model building and analysis using Tara Ocean Expedition survey data. Using VI-MIDAS' latent embedding model and tools from network analysis, we show that marine microbial communities can be broadly categorized into five modules, including SAR11-, nitrosopumilus-, and alteromondales-dominated communities, each associated with specific environmental and spatiotemporal signatures. VI-MIDAS also finds evidence for largely positive taxon-taxon associations in SAR11 or Rhodospirillales clades, and negative associations with Alteromonadales and Flavobacteriales classes. Our results indicate that VI-MIDAS provides a powerful integrative statistical analysis framework for discovering broad patterns of associations between microbial taxa and context-specific covariate data from microbiome survey data.
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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 | 0,011 | 0,036 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,003 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,004 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».