Methods for Analysis of Genomic Data with Auxiliary Information
具有辅助信息的基因组数据分析方法
基本信息
- 批准号:10415152
- 负责人:
- 金额:$ 22.92万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-06-01 至 2024-04-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AccountingBiologicalCellsChargeClinicClinicalCollaborationsCommunitiesComputer softwareDataData AnalysesData AnalyticsData SetDetectionDevelopmentDiagnosisElementsEnvironmentEpigenetic ProcessFaceFamilyGene ExpressionGenetic AnnotationGenomicsGoalsGrantInformation DistributionLassoLocationManuscriptsMedicalMedicineMetagenomicsMethodologyMethodsModelingOutcomePhylogenetic AnalysisProceduresPrognosisPropertyResearch PersonnelScientific Advances and AccomplishmentsSmokingSpecific qualifier valueStatistical MethodsStructureTestingTranslatingTreesVariantWorkbasebioinformatics toolbiomarker discoverydata integrationdesigndisorder preventionflexibilityfunctional genomicsgenome wide association studygenome-widegenomic biomarkergenomic datahigh dimensionalityimprovedindividualized medicineinnovationinterestnovelopen sourcepredictive modelingsexsimulationstatisticstheoriestooluser friendly softwareuser-friendly
项目摘要
Project Summary
The broad and long-term objective of this project concerns the development of novel statistical methods and
bioinformatics tools for genomic data analytics, with application to individualized medicine. Two goals of
genomic data analysis in medicine are to identify genomic biomarkers of clinical outcomes and to build
genomic biomarker-based predictive models for disease prevention, diagnosis and prognosis. Both of these
tasks face the challenge of insufficient statistical power. Functional genomics studies have produced an
enormous amount of data about the structure and function of the genomic elements. Integrating such auxiliary
data in the analysis of genomic data could potentially increase the power and interpretability of the analysis.
However, methods for integration of auxiliary data in genomic data analysis remain under-developed. This
proposal aims to develop novel statistical methods for auxiliary data integration for three fundamental statistical
problems. Aim 1 focuses on developing a covariate-adaptive family-wise error rate control procedure
integrating auxiliary data. The procedure improves over existing procedures by accounting for the auxiliary
information and the p-value distributional information simultaneously while the existing procedures do not use
the p-value distributional information. Aim 2 focuses on developing a structure-adaptive high-dimensional
regression model for flexible integration of auxiliary data into prediction. The method translates the auxiliary
information into different penalization strengths for the regression coefficients. Since it imposes a “soft”
constraint on the regression coefficients, it is expected to be more robust to mis-specified or less informative
auxiliary information. Aim 3 proposes a two-stage false discovery rate control (FDR) procedure for more
powerful confounder adjustment in genomic association analysis. Genomic data are subject to various
confounding effects due to demographic, environmental, biological and technical factors. Confounder
adjustment substantially reduces statistical power. The two-stage approach improves the power of traditional
adjusted analyses by using the unadjusted test statistics as auxiliary information to filter out less promising
features and performing the FDR control in the remaining. Aim 4 will develop user-friendly and efficient
software packages so the community can benefit maximally from methodological and scientific advances
resulting from this application. The proposed methods will be evaluated using simulations, and more
importantly, applications to several ongoing studies at the Center of Individualized Medicine at Mayo Clinic.
The proposed quantitative methods and open-source platform will contribute to genomic biomarker discovery
and genomic biomarker-based predictive medicine. All methods and bioinformatics tools developed under this
grant will be made available free of charge to interested researchers and the public.
项目概要
该项目的广泛和长期目标涉及开发新的统计方法和
用于基因组数据分析的生物信息学工具,应用于个体化医疗的两个目标。
医学中的基因组数据分析是为了识别临床结果的基因组生物标志物并建立
基于基因组生物标记的疾病预防、诊断和预后预测模型。
任务面临着统计能力不足的挑战。
整合这些辅助元件的结构和功能的大量数据。
基因组数据分析中的数据可能会提高分析的能力和可解释性。
然而,在基因组数据分析中整合辅助数据的方法仍然不完善。
该提案旨在开发新的统计方法,用于三个基本统计的辅助数据集成
目标 1 侧重于开发协变量自适应族错误率控制程序。
通过考虑辅助数据,该程序比现有程序有所改进。
同时提供信息和 p 值分布信息,而现有程序不使用
p 值分布信息的重点是开发结构自适应的高维信息。
用于将辅助数据灵活集成到预测中的回归模型 该方法可转换辅助数据。
由于它施加了“软”,因此将信息转化为回归系数的不同惩罚强度。
对回归系数的约束,预计对于错误指定或信息量较少的情况具有更强的鲁棒性
目标 3 提出了一个两阶段错误发现率控制 (FDR) 过程以获取更多信息。
基因组关联分析中强大的混杂因素调整受到各种影响。
人口、环境、生物和技术因素造成的混杂影响。
调整显着降低了统计功效。两阶段方法提高了传统的功效。
通过使用未调整的测试统计数据作为辅助信息来过滤掉不太有希望的调整分析
目标4将开发用户友好且高效的
软件包,使社区能够从方法和科学进步中最大限度地受益
所提出的方法将通过模拟等进行评估。
重要的是,应用于梅奥诊所个体化医学中心正在进行的几项研究。
所提出的定量方法和开源平台将有助于基因组生物标志物的发现
以及基于基因组生物标志物的预测医学。在此开发的所有方法和生物信息学工具。
赠款将免费提供给感兴趣的研究人员和公众。
项目成果
期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Covariate adaptive familywise error rate control for genome-wide association studies
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- 影响因子:2.7
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- 发表时间:2021-07-13
- 期刊:
- 影响因子:5.8
- 作者:Chen, Jun;Zhang, Xianyang
- 通讯作者:Zhang, Xianyang
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- 影响因子:3.9
- 作者:
Jun Chen - 通讯作者:
Jun Chen
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