利用多祖先血液eQTL评估用于按祖源分层的调控变异效应预测的序列到功能深度学习模型

root 提交于 周日, 06/28/2026 - 04:47
背景:序列到功能(sequence-to-function, S2F)深度学习模型正越来越多地用于优先排序非编码调控变异,但其在祖源多样化人群中的表现仍不清楚。由于训练数据和参考资源都严重偏向欧洲人群,因此需要多祖源基准评估,以确定在等位基因频率和连锁不平衡(LD)模式不同的人群中,S2F 评分是否能够一致地捕捉调控效应。 方法:我们利用 MAGENTA 队列的全血 eQTL 数据评估了 Borzoi 和 AlphaGenome,纳入非洲裔美国人(AA;N=224)、加勒比裔西班牙人(CH;N=209)和非西班牙裔白人(NHW;N=235)参与者。采用 Spearman 相关、效应方向一致性、模型间收敛性以及距离匹配的 AUROC,并结合针对次要等位基因频率和比较集定义的敏感性分析,将模型预测与抽样的名义 eQTL 以及按祖源分层的 SuSiE 精细定位变异进行基准比较。我们还比较了不同祖源中高后验纳入概率(Posterior Inclusion Probability, PIP)变异之间与 FILER 功能注释的重叠情况。 结果:在不同祖源和转录起始位点(TSS)距离分箱中,两种模型与名义 eQTL 效应量之间均表现出较弱的一致性({rho}[≤]0.138),且效应方向一致性仅略高于随机水平。对于高置信度精细定位变异,一致性和区分能力有所提高;并且与名义 eQTL 相比,Borzoi 和 AlphaGenome 在精细定位变异上的模型间收敛性更强,这与此类变异富集了调控变异、其效应更容易被基于序列的模型识别的情况一致。在采用 PIP ≥0.9、并以 PIP

背景:序列到功能(sequence-to-function,S2F)深度学习模型正日益用于优先排序非编码调控变异,但其在祖源多样化人群中的表现仍不清楚。由于训练数据和参考资源都严重偏向欧洲人群,因此需要开展多祖源基准评估,以确定S2F评分能否在等位基因频率和连锁不平衡(LD)模式不同的人群中一致地捕捉调控效应。方法:我们利用MAGENTA队列的全血eQTL数据评估了Borzoi和AlphaGenome,包括非裔美国人(AA;N=224)、加勒比裔西班牙裔(CH;N=209)和非西班牙裔白人(NHW;N=235)参与者。我们采用Spearman相关、效应方向一致性、模型间收敛性以及距离匹配的AUROC,将模型预测与抽样的名义eQTL以及按祖源分层的SuSiE精细定位变异进行基准比较,并对次要等位基因频率和比较集定义进行了敏感性分析。我们还比较了不同祖源中高后验纳入概率(Posterior Inclusion Probability,PIP)变异之间与FILER功能注释的重叠情况。结果:在各祖源和不同TSS距离分箱中,两种模型与名义eQTL效应大小均仅表现出较弱一致性({rho}[≤]0.138),且效应方向一致性仅略高于随机水平。对于高置信度精细定位变异,一致性和判别能力均有所提高;同时,Borzoi和AlphaGenome在精细定位变异上的模型间收敛性强于其在名义eQTL上的收敛性,这与这样一种情况一致:精细定位变异富集了调控变异,而这类变异的效应更容易被基于序列的模型识别。在采用PIP [≥]0.9、并以PIP


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.22.730889v1?rss=1

🏷️ eQTL 多祖源人群 深度学习模型 调控变异预测 精细定位 非编码变异