SOLAR-Eclipse Computational Tools for Imaging Genetics

用于遗传学成像的 SOLAR-Eclipse 计算工具

基本信息

  • 批准号:
    8507733
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 36.46万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2012-08-01 至 2015-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): This application will provide urgently needed analysis methods to the emerging field of imaging genetics. Our focus is to create SOLAR-Eclipse imaging genetics tools for classical genetic and epigenetic epidemiological analyses such as heritability, pleiotropy, quantitative trait loci (QTL) and genome-wide association (GWAS), gene expression, and methylation analyses using traits derived from structural and functional brain imaging (AIM 1). We will also develop intelligent correction for multiple testing that meets both genetic and imaging requirements (AIM 2). The SOLAR-Eclipse tools will be optimized to use voxel-wise brain functional and structural imaging traits and high throughput modern molecular genetic data. The proposed tools will be flexible to accommodate both structured family-based and unstructured epidemiological samples. These tools will be released as a standalone application and integrated into the existing neuroscience eScience networks. Achieving this goal in a single analysis package will greatly enhance and speed up the search for genes that influence brain's neuroanatomic and functional traits and provide comprehensive tools to illustrate pathways from genes to brain structure/function. During the development process we will test and optimize these tools (AIM 3) using the data generated by three NIH-funded imaging genetics projects, the Genetic of Brain Structure, the Human Connectom project, and the NicotineBrain. The tools, source codes and documented analyses strategies will be distributed via the Neuroimaging Informatics Tool and Resources Clearing house (NITRC.org). The PI for this application is a NIBIB-funded K-awardee who has worked on optimizing the standard genetic analysis methods for imaging genetics research. This work generated twenty-five peer- reviewed publications in the last four years. These experiences will be used to create a new library of tools termed, SOLAR-Eclipse, which will be based on the NIH-funded SOLAR library of statistical genetic methods. Our preliminary data shows that when optimized for imaging traits these tools can achieve 100-200 fold performance improvement (over standard methods) enabling full scale (~105 traits in 103 subjects) voxel-wise univariate and bivariate genetic analyses on a multi-node Linux cluster. The collaborators on this grant combine experts in imaging and genetics who have demonstrated their experience in developing tools in both domains and developed popular analyses tools such as SOLAR, FSL, SPM, BrainMap, Talairach Daemon, JIST, Mango and others.
描述(由申请人提供):本申请将为新兴的成像遗传学领域提供急需的分析方法。我们的重点是创建 SOLAR-Eclipse 成像遗传学工具,用于经典遗传和表观遗传流行病学分析,例如遗传力、多效性、数量性状位点 (QTL) 和全基因组关联 (GWAS)、基因表达和使用源自结构性状的甲基化分析和功能性脑成像(AIM 1)。我们还将开发满足遗传和成像要求(AIM 2)的多重检测的智能校正。 SOLAR-Eclipse 工具将进行优化,以使用体素大脑功能和结构成像特征以及高通量现代分子遗传数据。拟议的工具将灵活地适应基于家庭的结构化和非结构化流行病学样本。这些工具将作为独立应用程序发布,并集成到现有的神经科学 eScience 网络中。在单个分析包中实现这一目标将极大地增强和加速对影响大脑神经解剖学和功能特征的基因的搜索,并提供全面的工具来说明从基因到大脑结构/功能的途径。在开发过程中,我们将使用 NIH 资助的三个成像遗传学项目(大脑结构遗传、人类连接项目和 NicotineBrain)生成的数据来测试和优化这些工具 (AIM 3)。工具、源代码和记录的分析策略将通过神经影像信息学工具和资源交换所 (NITRC.org) 分发。该应用程序的 PI 是一位 NIBIB 资助的 K 奖获得者,他致力于优化成像遗传学研究的标准遗传分析方法。这项工作在过去四年中发表了 25 篇经过同行评审的出版物。这些经验将用于创建一个名为 SOLAR-Eclipse 的新工具库,该工具库将基于 NIH 资助的 SOLAR 统计遗传方法库。我们的初步数据表明,当针对成像特征进行优化时,这些工具可以实现 100-200 倍的性能提升(相对于标准方法),从而能够在多节点 Linux 上进行全面的(103 名受试者的 105 个特征)体素单变量和双变量遗传分析簇。这项资助的合作者由成像和遗传学领域的专家组成,他们在这两个领域展示了开发工具的经验,并开发了流行的分析工具,如 SOLAR、FSL、SPM、BrainMap、Talairach Daemon、JIST、Mango 等。

项目成果

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