A quantitative comparison of the deleteriousness of missense and nonsense mutations using the structurally resolved human protein interactome
Notice bibliographique
Résumé
The complex genotype-to-phenotype relationships in Mendelian diseases can be elucidated by mutation-induced disturbances to the networks of molecular interactions (interactomes) in human cells. Missense and nonsense mutations cause distinct perturbations within the human protein interactome, leading to functional and phenotypic effects with varying degrees of severity. Here, we structurally resolve the human protein interactome at atomic-level resolutions and perform structural and thermodynamic calculations to assess the biophysical implications of these mutations. We focus on a specific type of missense mutation, known as "quasi-null" mutations, which destabilize proteins and cause similar functional consequences (node removal) to nonsense mutations. We propose a "fold difference" quantification of deleteriousness, which measures the ratio between the fractions of node-removal mutations in datasets of Mendelian disease-causing and non-pathogenic mutations. We estimate the fold differences of node-removal mutations to range from 3 (for quasi-null mutations with folding ΔΔG ≥2 kcal/mol) to 20 (for nonsense mutations). We observe a strong positive correlation between biophysical destabilization and phenotypic deleteriousness, demonstrating that the deleteriousness of quasi-null mutations spans a continuous spectrum, with nonsense mutations at the extreme (highly deleterious) end. Our findings substantiate the disparity in phenotypic severity between missense and nonsense mutations and suggest that mutation-induced protein destabilization is indicative of the phenotypic outcomes of missense mutations. Our analyses of node-removal mutations allow for the potential identification of proteins whose removal or destabilization lead to harmful phenotypes, enabling the development of targeted therapeutic approaches, and enhancing comprehension of the intricate mechanisms governing genotype-to-phenotype relationships in clinically relevant diseases.
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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 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 ».