From Noise to Models to Numbers: Evaluating Negative Binomial Models and Parameter Estimations in Single-Cell RNA-seq
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The Negative Binomial (NB) distribution is widely used to approximate transcript count distributions in single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) data, yet the reason for its ubiquity is not fully understood. Here, we employ a computationally efficient model selection technique to map the relationship between the best-fit models – Beta-Poisson (Telegraph), NB, and Poisson – and the kinetic parameters that govern gene expression stochasticity. Our findings reveal that the NB distribution closely approximates simulated data (incorporating both biological and technical noise) within an intermediate range of the sum of the gene activation and inactivation rates normalized by the mRNA degradation rate. This range expands with decreasing mean expression, increasing technical noise, and larger sample sizes. The results imply that: (i) good NB fits occur in diverse parameter regimes without exclusively indicating transcriptional bursting; (ii) for small sample sizes, biological noise predominantly shapes the NB profile even when technical noise is present; (iii) under steady-state conditions, gene-specific parameters (burst size and frequency) estimated in regions where the NB model fits well, typically show large relative errors, even after corrections for technical noise, and (iv) gene ranking by burst frequency remains reliably accurate, suggesting that burst parameters are most informative in a relative sense. Finally, applying technical-noise–corrected model fitting to scRNA-seq data confirms that a substantial fraction of mammalian genes fall within these NB-fitting regimes, despite lacking transcriptional bursting.
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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 | 0,012 | 0,047 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| 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 ».