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Enregistrement W6980959027

Decoding cytokine dynamics with biochemical networks

2020· dissertation· en· W6980959027 sur OpenAlexaff

Notice bibliographique

RevueeScholarship@McGill (McGill) · 2020
Typedissertation
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueGene Regulatory Network Analysis
Établissements canadiensMcGill University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésInterpretabilityContext (archaeology)CytokineDecoding methodsENCODEImmune systemLigand (biochemistry)Simple (philosophy)
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

T cells defend their hosts by scanning other cells for ligands from potentially pathogenic sources.Upon antigen detection, they produce and consume extracellular proteins called cytokines to communicate with each other.Those messenger proteins play a fundamental role in scaling the nonlinear, out-of-equilibrium immune response.Yet, no quantitative theory exists to systematically account for the dynamics of multiple cytokines at once.However, state-of-the-art experimental data from our collaborators (Altan-Bonnet lab, NIH) reveal that cytokine concentrations encode information about the strength, or quality, of the ligands detected by the T cells.In this thesis, we combine cytokine biology, information theory, and nonlinear dynamics to establish theoretical models for cytokines.Previous modelling attempts in this direction suffer from excessive complexity or describe only one cytokine, so we adopt a different angle.We formulate an inverse problem: how do T cells decode cytokine time courses to infer ligand quality?We give a proper definition of information processing in this context and look for biochemical networks that perform this function.Extending the evolutionary algorithm -evo, we find a network relying on a combination of cytokines IL-2, IL-6, and TNF-.We are able to simplify and solve it analytically.The simplified network predicts ligand quality with an accuracy of 80% in various experimental repeats collected over two years by our collaborators.We obtain a lower bound of (1.05 0.08) bits for the information content of cytokine time courses about ligand quality.The network's interpretability yields important biophysical insights: for instance, it provides a simple mechanism for time-averaging cytokine signals in T cells.It also opens up new questions grounded in physics about collective computations and information processing in biology.vi I first want to thank my advisor, Prof. Paul Franois, for his flawless support over the past two years.His inexhaustible capacity to find new ideas and his optimism proved salutary for my own motivation.He is both a driving and humane mentor.In addition, I am very lucky to have collaborated with Grgoire Altan-Bonnet's laboratory.They displayed outstanding hospitality in welcoming me for two separate

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 candidatesMéta-épidémiologie (sens strict), Intégrité de la recherche
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,094
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
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 Opus0,007
Tête enseignante GPT0,215
Écart entre enseignants0,208 · 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.

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

Citations0
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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