अनुक्रमिक यादृच्छिक वन भविष्यवाणी करने वाले और स्थिर उच्च-क्रम इंटरैक्शन को खोजने के लिए

जीनोमिक्स ने जीव विज्ञान में क्रांति ला दी है, जिससे पूरे ट्रांसक्रिप्टोम, प्रोटीन के लिए जीनोम-व्यापी बाइंडिंग साइट्स, और कई अन्य आणविक प्रक्रियाओं की जांच संभव हो गई है। हालाँकि, व्यक्तिगत जीनोमिक परीक्षण उन तत्वों को मापते हैं जो बड़े आणविक मशीनों के घटक के रूप में जीवित (in vivo) में बातचीत करते हैं। यह समझना कि ये उच्च-क्रम इंटरैक्शन कैसे जीन अभिव्यक्ति को संचालित करते हैं, एक महत्वपूर्ण सांख्यिकीय चुनौती प्रस्तुत करता है। यादृच्छिक वन (RFs) और यादृच्छिक इंटरसेक्शन पेड़ (RITs) पर निर्माण करते हुए और व्यापक, जैविक रूप से प्रेरित अनुकरणों के माध्यम से, हमने अनुक्रमिक यादृच्छिक वन एल्गोरिदम (iRF) विकसित किया। iRF एक विशेषता-वजनित निर्णय वृक्षों का सामूहिकता तैयार करता है जो RF के समान गणनात्मक लागत के साथ स्थिर, उच्च-क्रम इंटरैक्शन का पता लगाता है। हम iRF के उच्च-क्रम इंटरैक्शन खोजने की उपयोगिता को दो भविष्यवाणी समस्याओं में प्रदर्शित करते हैं: प्रारंभिक ड्रॉसोफिला भ्रूण में एन्हांसर गतिविधि और मानव-व्युत्पन्न सेल लाइनों में प्राथमिक ट्रांसक्रिप्ट का वैकल्पिक स्प्लिसिंग। ड्रॉसोफिला में, 20 युग्म ट्रांसक्रिप्शन फैक्टर इंटरैक्शन में जो iRF स्थिर के रूप में पहचानता है (जो आधे से अधिक बूटस्ट्रैप पुनरावृत्तियों में लौटाए गए हैं), 80% को पहले से भौतिक इंटरैक्शन के रूप में रिपोर्ट किया गया है। इसके अतिरिक्त, तीसरे क्रम के इंटरैक्शन, जैसे कि ज़ेल्डा (Zld), जेंट (Gt) और ट्विस्ट (Twi) के बीच, उच्च-क्रम संबंधों का सुझाव देते हैं जो फॉलो-अप प्रयोगों के लिए उम्मीदवार होते हैं। मानव-व्युत्पन्न कोशिकाओं में, iRF ने क्रोमैटिन-मध्यस्थ स्प्लिसिंग विनियमन में H3K36me3 की केंद्रीय भूमिका को फिर से खोजा और दिलचस्प पांचवे और छठे क्रम के इंटरैक्शन की पहचान की, जो स्प्लिसिंग विनियमन में विशेष भूमिकाओं के साथ बहुवैज्ञानिक न्यूक्लियोसोम का संकेत देते हैं। इंटरैक्शन के क्रम को पहचानने की गणनात्मक लागत से अलग कर देने के द्वारा, iRF जीनोम जीव विज्ञान के अंतर्गत आणविक तंत्रों में और अधिक शोध के रास्ते खोलता है।