Identifying Sources of Missing Heritability and Translating Genomic Variation in Nicotine Metabolism
Notice bibliographique
Résumé
Cigarette smoking continues to be a leading cause of preventable death. The rate of nicotine’s metabolic inactivation is mediated predominately by CYP2A6 enzyme activity, phenotyped by the nicotine metabolite ratio (NMR). The NMR is associated with several smoking behaviours, including differences in cessation outcomes and disease risk. The NMR is limited in that it requires specialized assays to run and cannot be quantified in non-regular smokers. These limitations prevent prediction of metabolizer status to evaluate disease-risk within these groups, or response to clinical drugs metabolized by CYP2A6. In contrast, genetic data is increasingly available in clinical studies and settings. Twin studies yield high heritability estimates for the NMR, indicating a genetic underpinning, yet known genetic variants explain only a fraction of the variation in the NMR. In this thesis, we explored potential sources of this missing heritability. With the rise of genome-wide association studies, novel variants associated with the NMR have been identified, but approaches to integrate these variants with known CYP2A6 variants have not been described. We developed weighted genetic risk scores (wGRSs) in both African- and in European-ancestral populations and contrasted these wGRSs to earlier genetic scoring and cross-ancestry approaches. Overall, we highlighted the ability of ancestry-specific wGRSs to replicate NMR-associated smoking cessation outcomes, such as demonstrating unique metabolizer by treatment interactions. Rare variants (minor allele frequency <1%) have been proposed to explain another portion of missing heritability. We used targeted sequencing to identify 38 novel CYP2A6 rare variants; novel variants were functionally characterized through in vivo, in silico, and in vitro approaches, and integrated into the wGRSs. On a population level, there is a minor contribution of CYP2A6 rare variants to NMR heritability; however, they provide an important contribution to the resulting prediction of metabolizer status for individuals genotyped with rare variants. Together these findings capture up to 33% and 34% of the genetic variation in the NMR in African and European populations, respectively. Overall, the research presented expands our knowledge of genetic variation in nicotine metabolism, providing insight into CYP2A6 genetic differences between ancestral populations, and enhancing our ability to use genetics to predict CYP2A6 activity.
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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 | 0,008 | 0,029 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| 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 | 0,001 | 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 ».