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miRNA靶基因识别之DirectTarget

已有 1509 次阅读 2021-12-21 09:30 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦

写在前面

上次说了基于IDAIntervention calculus when the DAG is Absent)因果推理方法识别miRNA靶基因(miRNA靶基因识别之IDA)。这次继续说基于IDA因果推理识别miRNA靶基因,方法为DirectTarget

 

01

动机

以往识别miRNA靶基因往往是直接和间接调控关系混杂在一起。然而,区分直接和间接miRNA靶基因对于后续生物实验设计至关重要。为了识别miRNA直接调控关系,提出DirectTarget方法(图1)。该方法也是基于IDA因果推理模型。

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 DirectTarget方法论文

02

DirectTarget

DirectTarget的输入数据源为匹配的miRNAmRNA表达谱,以及先验miRNA靶基因调控信息。与上次介绍的方法不同(miRNA靶基因识别之IDA),DirectTarget除了使用匹配的miRNAmRNA表达谱,而且还融合了先验信息,因此它是一种监督性方法。通过与相关分析方法(Pearson)、回归方法(Lasso)、贝叶斯网络方法(GenMiR++)、概率方法(ProMISe)和因果方法(generic IDA)比较,DirectTarget在发现实验验证型miRNA靶基因个数方面表现稳定(图2)。功能分析结果显示:DirectTarget的确能够有效识别miRNA直接调控关系。详细结果参见参考文献[1]

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2 DirectTarget与其他方法比较结果

 

后话

DirectTarget使用的EMT数据集样本个数为47,因此需要处理小样本问题。为了处理小样本问题,DirectTarget采用自展法(bootstrapping)获取可信的miRNA-mRNA因果效应。当应用于大规模数据集时,DirectTarget还需要借助更全面的邻域知识来降低计算复杂度。

 

 

参考链接与文献:

[1] Zhang J, Le TD, Liu L, et al. Identifying direct miRNA-mRNA causal regulatory relationships in heterogeneous data. J Biomed Inform. 2014;52:438-447. doi:10.1016/j.jbi.2014.08.005.

[2] Spirtes,P. et al. (2000) Causation, Prediction, and Search, 2nd edn. MIT Press, Cambridge, MA.

[3] Pearl,J. (2000) Causality: Models, Reasoning, and Inference. Cambridge University Press, Cambridge.

[4] Kalisch,M. and Buhlmann,P. (2007) Estimating high-dimensional directed acyclic graphs with the PC-algorithm. J. Mach. Learn. Res., 8, 613–636.

[5] Maathuis HM. et al. (2009) Estimating high-dimensional intervention effects from observational data. Ann. Stat., 37, 3133–3164.

[6] Maathuis HM. et al. (2010) Predicting causal effects in large-scale systems from observational data. Nat. Methods, 7, 247–249.

 

更多背景知识如下:

1. miRNA是何方神圣?

2. What?植物miRNA能够调控动物靶基因?

3. miRNA也走非主流路线!

4. Tools4miRs:只为miRNA分析

5. miRNA序列与表达谱数据库

6. miRNA有个DIANA系列

7. miRNA富集分析之miRPath

8. miRNA富集分析之TAM

9. miRNA富集分析之miEAA

10. miRNA富集分析之clusterProfiler

11.miRNA靶基因识别

12. miRNA靶基因识别:下一步

13. miRNA靶基因之实验验证型数据库

14. miRNA靶基因之预测型数据库

15. miRNA靶基因之综合型数据库

16. miRNA靶基因之miRLAB

17. miRNA靶基因之miRBaseConverter

18. miRNATF互为调控

19. miRNA与人类疾病

20. miRNA靶基因与人类疾病

21. miRNAEMT

22. miRNA协作

23. miRNA协作之MFSN

24. miRNA协作之因果推理方法

25. 单细胞水平miRNA调控

26. miRNA靶基因识别之IDA

27. EMT,你怎么那么多调控因子!

 

号外,为了便于交流,我们为miRNA介导的ceRNA研究在Frontiers in Molecular Biosciences杂志( 2020_IF = 5.246)整了个专刊,主题为“Computational Identification of ceRNA Regulation”。投稿链接:https://www.frontiersin.org/research-topics/24340/

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1 李宏翰

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