A statistical approach to pattern recognition and its application in human genetics

การรู้จำแบบเชิงสถิติและการประยุกต์ในพันธุศาสตร์มนุษย์

Name: Waranyu Wongseree

Name: วรัญญู วงษ์เสรี

ThaSH: EPIDEMIOLOGY.

ThaSH: HUMAN GENETICS.

ThaSH: PATTERN RECOGNITION SYSTEMS.

Abstract: Purely epistatic multi-locus interactions cannot generally be detected via singlelocus analysis in case-control studies of complex diseases. Recently, many two-locus and multi-locus analysis techniques have been shown to be promising for the epistasis detection. However, exhaustive multi-locus analysis requires prohibitively large computational efforts when problems involve large-scale or genome-wide data. Furthermore, there is no explicit proof that a combination of multiple two-locus analyses can lead to the correct identification of multi-locus interactions. The 2LOmb algorithm which performs an omnibus permutation test on ensembles of two-locus analyses is proposed. The algorithm consists of four main steps: two-locus analysis, a permutation test, global p-value determination and a progressive search for the best ensemble. 2LOmb is benchmarked against a set association approach, a correlationbased feature selection (CFS) technique and a tuned ReliefF (TuRF) technique. The simulation results from two-, three- and four-locus interaction problems indicate that 2LOmb has a low false-positive error. Moreover, 2LOmb has the best performance in terms of an ability to identify all causative single nucleotide polymorphisms (SNPs), which signifies a high detection power. 2LOmb is subsequently applied to a type 2 diabetes mellitus (T2D) data set, which is obtained as a part of the UK genome-wide genetic epidemiology study by the Wellcome Trust Case Control Consortium (WTCCC). After primarily screening for SNPs that locate within or near 372 candidate genes and exhibit no marginal single-locus effects, the T2D data set is reduced to 7,065 SNPs from 370 genes. The 2LOmb search in the reduced T2D data reveals that 11 intronic SNPs in PGM1 (phosphoglucomutase 1), LMX1A (LIM homeobox transcription factor 1, alpha), PARK2 (Parkinson disease (autosomal recessive, juvenile) 2, parkin) and GYS2 (glycogen synthase 2 (liver)) are associated with the disease. The findings provide an alternative explanation for the aetiology of T2D in a UK population.

Abstract: ตามปกติอันตรกิริยาแบบอิพิสเตซิสบริสุทธิ์ระหว่างหลายตำแหน่งพันธุกรรมจะไม่ สามารถตรวจพบได้โดยใช้การวิเคราะห์ทีละตำแหน่งพันธุกรรมในการศึกษาโรคซับซ้อนที่อาศัย ข้อมูลจากกลุ่มกรณีและกลุ่มควบคุม เทคนิคการวิเคราะห์แบบสองตำแหน่งและหลายตำแหน่ง พันธุกรรมได้รับการพิสูจน์ว่าสามารถตรวจจับอันตรกิริยาแบบอิพิสเตซิสได้ อย่างไรก็ตามการ วิเคราะห์แบบหลายตำแหน่งพันธุกรรมทุกรูปแบบที่เป็นไปได้ต้องใช้กำลังการคำนวณอย่างมากซึ่ง อาจจะไม่สามารถกระทำได้ในกรณีปัญหาที่มีข้อมูลเข้าจำนวนมาก นอกจากนี้ยังไม่มีการพิสูจน์ว่า การรวมผลการวิเคราะห์แบบสองตำแหน่งพันธุกรรมเข้าด้วยกันจะนำไปสู่การระบุอันตรกิริยา ระหว่างหลายตำแหน่งที่ถูกต้องได้ วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอขั้นตอนวิธี 2LOmb ซึ่งทำการ ทดสอบการเรียงสับเปลี่ยนเชิงสุ่มที่รวมผลการวิเคราะห์แบบสองตำแหน่งพันธุกรรม สมรรถนะ ของขั้นตอนวิธี 2LOmb ได้รับการเปรียบเทียบกับสมรรถนะของวิธีการหาความสัมพันธ์ทาง พันธุกรรมแบบเซต การคัดเลือกลักษณะประจำแบบอิงสหสัมพันธ์ และเทคนิค ReliefF แบบ ปรับปรุง ผลการจำลองจากปัญหาอันตรกิริยาระหว่างสองตำแหน่ง สามตำแหน่ง และสี่ตำแหน่ง พันธุกรรมแสดงให้เห็นว่าขั้นตอนวิธี 2LOmb มีค่าผิดพลาดแบบบวกเท็จที่ต่ำ นอกจากนั้นขั้นตอน วิธี 2LOmb มีกำลังการตรวจจับสูงที่สุดเมื่อพิจารณาความสามารถในการระบุสนิปที่เป็นสาเหตุการ เกิดโรค ขั้นตอนวิธี 2LOmb ได้รับการนำไปประยุกต์ใช้กับข้อมูลโรคเบาหวานชนิดที่สอง การ วิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้ขั้นตอนวิธี 2LOmb แสดงให้เห็นว่าสนิปบนอินทรอนจำนวน 11 สนิปจากยีน PGM1 LMX1A PARK2 และ GYS2 เกี่ยวข้องกับการเกิดโรค การค้นพบนี้นำไปสู่คำอธิบายใหม่ สำหรับการเกิดโรคเบาหวานในประชากรของสหราชอาณาจักร

King Mongkut's University of Technology North Bangkok. Central Library

Address: Bangkok

Email: library@kmutnb.ac.th

Name: Nachol Chaiyaratana

Role: Thesis Advisor

Email : nchl@kmutnb.ac.th

Created: 2009

Modified: 2567-08-27

Issued: 2010-07-19

CallNumber: Dissert MEE W3W

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Electrical Engineering

Grantor: King Mongkut's University of Technology North Bangkok

©copyrights

ใช้เวลา

0.016602 วินาที