Quantification of heritability is a fundamental desideratum in genetics, which allows an assessment of the contribution of additive genetic variation to the variability of a trait of interest. The traditional computational approaches for assessing the heritability of a trait have been developed in the field of quantitative genetics. However, the rise of modern population genomics with large sample sizes has led to the development of several new machine learning based approaches to inferring heritability. In this paper, we systematically summarize recent advances in machine learning which can be used to infer heritability. We focus on an application of these methods to bacterial genomes, where heritability plays a key role in understanding phenotypes such as antibiotic resistance and virulence, which are particularly important due to the rising frequency of antimicrobial resistance. By designing a heritability model incorporating realistic patterns of genome-wide linkage disequilibrium for a frequently recombining bacterial pathogen, we test the performance of a wide spectrum of different inference methods, including also GCTA. In addition to the synthetic data benchmark, we present a comparison of the methods for antibiotic resistance traits for multiple bacterial pathogens. Insights from the benchmarking and real data analyses indicate a highly variable performance of the different methods and suggest that heritability inference would likely benefit from tailoring of the methods to the specific genetic architecture of the target organism.


翻译:在遗传学领域,已经发展了传统的计算方法来评估某种特性的遗传性。但是,由于抗生素抗药性和剧变的频率不断上升,这一点特别重要。通过设计一种基于遗传学的模型,将基因组联系的不均匀性的现实模式纳入一个经常重新组合的细菌病原体,我们系统地总结了机器学习的最新进展,可以用来推断遗传性。我们注重将这些方法应用于细菌基因组,在了解抗生素抗药性和剧变性等人型方面发挥着关键作用。除了合成数据基准外,我们还比较了从抗生素抗体抗体抗体和抗体抗体抗变性等不同类型类型类型类型基因学方法的可变性模型。我们用该模型设计出一种包含基因组全局性联系不均匀性模型,用于经常重新组合细菌病原体的基因组,我们有系统地测试各种不同发酵方法的性能,包括GCTA。除了合成数据基准外,我们还比较了从抗生素抗体抗力性和易变性研究方法的多变性模型分析方法。

0
下载
关闭预览

相关内容

【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月7日
Arxiv
35+阅读 · 2021年8月2日
Arxiv
126+阅读 · 2020年9月6日
Arxiv
18+阅读 · 2019年1月16日
VIP会员
相关资讯
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员