A novel approach to risk exposure and epigenetics—the use of multidimensional context to gain insights into the early origins of cardiometabolic and neurocognitive health
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Each mother–child dyad represents a unique combination of genetic and environmental factors. This constellation of variables impacts the expression of countless genes. Numerous studies have uncovered changes in DNA methylation (DNAm), a form of epigenetic regulation, in offspring related to maternal risk factors. How these changes work together to link maternal-child risks to childhood cardiometabolic and neurocognitive traits remains unknown. This question is a key research priority as such traits predispose to future non-communicable diseases (NCDs). We propose viewing risk and the genome through a multidimensional lens to identify common DNAm patterns shared among diverse risk profiles. Methods We identified multifactorial Maternal Risk Profiles (MRPs) generated from population-based data (n = 15,454, Avon Longitudinal Study of Parents and Children (ALSPAC)). Using cord blood HumanMethylation450 BeadChip data, we identified genome-wide patterns of DNAm that co-vary with these MRPs. We tested the prospective relation of these DNAm patterns (n = 914) to future outcomes using decision tree analysis. We then tested the reproducibility of these patterns in (1) DNAm data at age 7 and 17 years within the same cohort (n = 973 and 974, respectively) and (2) cord DNAm in an independent cohort, the Generation R Study (n = 686). Results We identified twenty MRP-related DNAm patterns at birth in ALSPAC. Four were prospectively related to cardiometabolic and/or neurocognitive childhood outcomes. These patterns were replicated in DNAm data from blood collected at later ages. Three of these patterns were externally validated in cord DNAm data in Generation R. Compared to previous literature, DNAm patterns exhibited novel spatial distribution across the genome that intersects with chromatin functional and tissue-specific signatures. Conclusions To our knowledge, we are the first to leverage multifactorial population-wide data to detect patterns of variability in DNAm. This context-based approach decreases biases stemming from overreliance on specific samples or variables. We discovered molecular patterns demonstrating prospective and replicable relations to complex traits. Moreover, results suggest that patterns harbour a genome-wide organisation specific to chromatin regulation and target tissues. These preliminary findings warrant further investigation to better reflect the reality of human context in molecular studies of NCDs. Graphical Abstract
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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 | 0,002 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».