遺伝子遺伝子相互作用を検出するための多目的微分進化に基づく多因子寸法削減

疾患関連遺伝子（遺伝子遺伝子相互作用）内のエピスタシスは、単一ヌクレオチド多型（SNP）を使用した多因子次元還元（MDR）に基づく偶発性表測定を通じて決定されました。ほとんどのMDRベースの方法は、単一の緊急時テーブル測定を使用して、遺伝子遺伝子相互作用を検出します。ただし、一部の遺伝子遺伝子相互作用は、複数の緊急時対応テーブル測定を介して識別を必要とする場合があります。この研究では、重要な遺伝子遺伝子相互作用を検出するためにMDRに基づいてさまざまな緊急時測定表の測定をマージするために、多目的差動進化法（Modemdrと呼ばれる）が提案されました。Modemdrのフィットネス関数を設計するために、2つの偶発性表の測定、つまり正しい分類レートと正規化された相互情報が選択されました。多目的最適化の特性により、Modemdrは複数の測​​定を使用して、合理的な時間枠内で重要な遺伝子遺伝子相互作用を効率的かつ同期的に検出できます。さまざまなパラメーター設定（遺伝性およびマイナーアレル周波数）の下での限界効果を持つ有無にかかわらず、遺伝子遺伝子相互作用の検出成功率を比較することにより、既存の方法を評価するために使用されました。シミュレーションデータセットの結果は、Modemdrが既存の方法よりも優れていることを示しています。さらに、Wellcome Trust Case Control Consortiumから取得した大きなデータセットを使用して、Modemdrを評価しました。Modemdrは、ゲノムワイド関連研究における重要な遺伝子相互作用を特定する効率を示しました。

Epistasis within disease-related genes (gene-gene interactions) was determined through contingency table measures based on multifactor dimensionality reduction (MDR) using single-nucleotide polymorphisms (SNPs). Most MDR-based methods use the single contingency table measure to detect gene-gene interactions; however, some gene-gene interactions may require identification through multiple contingency table measures. In this study, a multiobjective differential evolution method (called MODEMDR) was proposed to merge the various contingency table measures based on MDR to detect significant gene-gene interactions. Two contingency table measures, namely the correct classification rate and normalized mutual information, were selected to design the fitness functions in MODEMDR. The characteristics of multiobjective optimization enable MODEMDR to use multiple measures to efficiently and synchronously detect significant gene-gene interactions within a reasonable time frame. Epistatic models with and without marginal effects under various parameter settings (heritability and minor allele frequencies) were used to assess existing methods by comparing the detection success rates of gene-gene interactions. The results of the simulation datasets show that MODEMDR is superior to existing methods. Moreover, a large dataset obtained from the Wellcome Trust Case Control Consortium was used to assess MODEMDR. MODEMDR exhibited efficiency in identifying significant gene-gene interactions in genome-wide association studies.