СПОСОБЫ ОБУЧЕНИЯ ГЛУБОКИХ СВЕРТОЧНЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ НА ОСНОВЕ ГЛУБОКОГО ОБУЧЕНИЯ

1. Способ построения классификатора патогенности вариантов, включающий:
обучение классификатора патогенности вариантов на основе сверточной нейронной сети, который работает на множестве процессоров, связанных с памятью, с применением доброкачественных обучающих примеров и патогенных обучающих примеров пар последовательностей белков, сгенерированных по доброкачественным вариантам и патогенным вариантам; и
при этом указанные доброкачественные варианты включают распространенные (обычные) миссенс-варианты человека и миссенс-варианты примата, отличного от человека, встречающиеся в альтернативных последовательностях кодонов примата, отличного от человека, которые обладают совпадающими референсными последовательностями кодонов с людьми.
2. Способ по п. 1, где указанные распространенные миссенс-варианты человека имеют частоту минорного аллеля (сокращенно MAF) выше 0.1% в наборе данных по вариантам в человеческой популяции, полученным по образцам от меньшей мере 100000 человек.
3. Способ по любому из пп. 1, 2, где люди, у которых взяты образцы принадлежат, к различным субпопуляциям людей, и указанные распространенные миссенс-варианты человека имеют MAF выше 0.1% в соответствующих наборах данных по вариантам в соответствующей популяции людей.
4. Способ по любому из пп. 1-3, где указанные субпопуляции людей включают африканцев/афро-американцев (сокращенно AFR), американцев (сокращенно AMR), евреев - ашкеназов (сокращенно ASJ), восточных азиатов (сокращенно EAS), финнов (сокращенно FIN), европейцев, отличных от финнов (сокращенно NFE), южных азиатов (сокращенно SAS) и других (сокращенно OTH).
5. Способ по любому из пп. 1-4, где указанные миссенс-варианты примата, отличного от человека, включают миссенс-варианты из множества видов приматов, отличных от человека, включая шимпанзе, бонобо, гориллу, калимантанского орангутана, суматранского орангутана, Резусов и игрунок.
6. Способ по любому из пп. 1-5, дополнительно включающий, на основании анализа обогащения, прием конкретного вида приматов, отличного от человека, для включения миссенс-вариантов указанного конкретного вида приматов, отличных от человека, в доброкачественные варианты, причем указанный анализ обогащения включает, для указанного конкретного вида приматов, отличного от человека, сравнение первого показателя обогащения синонимичных вариантов указанного конкретного вида приматов, отличного от человека, со вторым показателем обогащения идентичных миссенс-вариантов указанного конкретного вида приматов, отличного от человека.
7. Способ по любому из пп. 1-6, где указанные идентичные миссенс-варианты представляют собой миссенс-варианты, обладающие совпадающими общими референсной и альтернативной последовательностями кодонов с людьми.
8. Способ по любому из пп. 1-7, где указанный первый показатель обогащения получают путем определения отношения редких синонимичных вариантов с MAF ниже 0.1% к обычным синонимичным вариантам с MAF выше 0.1%.
9. Способ по любому из пп. 1-8, где указанный второй показатель обогащения получают путем определения отношения редких идентичных миссенс-вариантов с MAF ниже 0.1% к обычным идентичным миссенс-вариантам с MAF выше 0.1%.
10. Способ по любому из пп. 1-9, где редкие варианты включают одноточечные варианты.
11. Способ по любому из пп. 1-10, где разница между указанным первым показателем обогащения и указанным вторым показателем обогащения укладывается в заранее определенный диапазон, дополнительно включающий прием указанного конкретного вида примата, отличного от человека, для включения миссенс-вариантов указанного конкретного примата, отличного от человека, в доброкачественные варианты.
12. Способ по любому из пп. 1-11, где разница, укладывающаяся в заранее определенный диапазон, указывает на то, что указанные идентичные миссенс-варианты подвергаются естественному отбору в той же степени, что и синонимичные варианты, и, следовательно, являются такими же доброкачественными, как синонимичные варианты.
13. Способ по любому из пп. 1-12, дополнительно включающий повторное применение анализа обогащения с приемом множества видов приматов, отличных от человека, для включения миссенс-вариантов указанных видов приматов, отличны от человека, в число доброкачественных вариантов.
14. Способ по любому из пп. 1-13, дополнительно включающий применение критерия однородности хи-квадрат для сравнения первого показателя обогащения синонимичных вариантов и второго показателя обогащения идентичных миссенс-вариантов для каждого из указанных видов приматов, отличных от человека.
15. Способ по любому из пп. 1-14, где число миссенс-вариантов примата, отличного от человека, составляет по меньшей мере 100000.
16. Способ по любому из пп. 1-15, где число миссенс-вариантов примата, отличного от человека, составляет 385236.
17. Способ по любому из пп. 1-16, где число обычных миссенс-вариантов человека составляет по меньшей мере 50000.
18. Способ по любому из пп. 1-17, где число обычных миссенс-вариантов человека составляет 83546.
19. Способ построения классификатора однонуклеотидных полиморфизмов (сокращенно SNP), включающий:
обучение классификатора патогенности SNP на основе сверточной нейронной сети, который работает на множестве процессоров, связанных с памятью, с применением доброкачественных обучающих примеров и патогенных обучающих примеров аминокислотных последовательностей, экспрессируемых доброкачественными SNP и патогенными SNP;
где указанные доброкачественные обучающие примеры включают первый и второй наборы нуклеотидных последовательностей, экспрессируемых в виде пары аминокислотных последовательностей, причем каждая аминокислотная последовательность содержит центральную аминокислоту, фланкированную вышележащими и нижележащими аминокислотами, и каждая пара аминокислотных последовательностей включает
референсную последовательность аминокислот, экспрессируемую референсной нуклеотидной последовательностью, и
альтернативную последовательность аминокислот, экспрессируемую альтернативной нуклеотидной последовательностью, содержащей SNP;
указанный первый набор содержит пары нуклеотидных последовательностей человека, причем каждая пара включает альтернативную нуклеотидную последовательность человека, содержащую SNP, и имеет частоту минорного аллеля (сокращенно MAF), которая считается распространенной в человеческой популяции; и
второй набор содержит референсную нуклеотидную последовательность примата, отличного от человека, в паре с альтернативной нуклеотидной последовательностью человека, не являющегося приматом, причем
указанная референсная нуклеотидная последовательность примата, отличного от человека, имеет ортологичную референсную нуклеотидную последовательность человека, и
указанная альтернативная нуклеотидная последовательность примата, отличного от человека, содержит SNP.
20. Компьютерочитаемый носитель долговременного хранения информации, на который нанесены компьютерные программные инструкции по построению классификатора патогенности вариантов, которые при исполнении процессором осуществляют способ, включающий:
обучение классификатора патогенности вариантов на основе сверточной нейронной сети, который работает на множестве процессоров, связанных с памятью, с применением доброкачественных обучающих примеров и патогенных обучающих примеров пар последовательностей белков, сгенерированных по доброкачественным вариантам и патогенным вариантам; и
причем указанные доброкачественные варианты включают распространенные миссенс-варианты человека и миссенс-варианты примата, отличного от человека, встречающиеся в альтернативных последовательностях кодонов примата, отличного от человека, которые обладают совпадающими референсными последовательностями кодонов с людьми.
21. Система, включающая один или более процессоров, связанных с памятью, где в указанную память загружены компьютерные инструкции по построению классификатора патогенности вариантов, причем указанные инструкции, при реализации на указанных процессорах, осуществляют действия, включающие:
обучение классификатора патогенности вариантов на основе сверточной нейронной сети, который работает на множестве процессоров, связанных с памятью, с применением доброкачественных обучающих примеров и патогенных обучающих примеров пар последовательностей белков, сгенерированных по доброкачественным вариантам и патогенным вариантам; и
при этом указанные доброкачественные варианты включают распространенные (обычные) миссенс-варианты человека и миссенс-варианты примата, отличного от человека, встречающиеся в альтернативных последовательностях кодонов примата, отличного от человека, которые обладают совпадающими референсными последовательностями кодонов с людьми.
22. Компьютерочитаемый носитель долговременного хранения информации, на который нанесены компьютерные программные инструкции по построению классификатора однонуклеотидных полиморфизмов (сокращенно SNP), которые при исполнении процессором осуществляют способ, включающий:
обучение классификатора патогенности SNP на основе сверточной нейронной сети, который работает на множестве процессоров, связанных с памятью, с применением доброкачественных обучающих примеров и патогенных обучающих примеров аминокислотных последовательностей, экспрессируемых доброкачественными SNP и патогенными SNP;
причем указанные доброкачественные обучающие примеры включают первый и второй наборы нуклеотидных последовательностей, экспрессируемых в виде пары аминокислотных последовательностей, причем каждая аминокислотная последовательность содержит центральную аминокислоту, фланкированную вышележащими и нижележащими аминокислотами, и каждая пара аминокислотных последовательностей включает
референсную последовательность аминокислот, экспрессируемую референсной нуклеотидной последовательностью, и
альтернативную последовательность аминокислот, экспрессируемую альтернативной нуклеотидной последовательностью, содержащей SNP;
указанный первый набор содержит пары нуклеотидных последовательностей человека, причем каждая пара включает альтернативную нуклеотидную последовательность человека, содержащую SNP, и имеет частоту минорного аллеля (сокращенно MAF), которая считается распространенной в человеческой популяции; и
второй набор содержит референсную нуклеотидную последовательность примата, отличного от человека, в паре с альтернативной нуклеотидной последовательностью человека, не являющегося приматом, причем
указанная референсная нуклеотидная последовательность примата, отличного от человека, имеет ортологичную референсную нуклеотидную последовательность человека, и
указанная альтернативная нуклеотидная последовательность примата, отличного от человека, содержит SNP.
23. Система, включающая один или более процессоров, связанных с памятью, где в указанную память загружены компьютерные инструкции по построению классификатора однонуклеотидных полиморфизмов (сокращенно SNP), причем указанные инструкции, при реализации на указанных процессорах, осуществляют действия, включающие:
обучение классификатора патогенности SNP на основе сверточной нейронной сети, который работает на множестве процессоров, связанных с памятью, с применением доброкачественных обучающих примеров и патогенных обучающих примеров аминокислотных последовательностей, экспрессируемых доброкачественными SNP и патогенными SNP;
причем указанные доброкачественные обучающие примеры включают первый и второй наборы нуклеотидных последовательностей, экспрессируемых в виде пары аминокислотных последовательностей, причем каждая аминокислотная последовательность содержит центральную аминокислоту, фланкированную вышележащими и нижележащими аминокислотами, и каждая пара аминокислотных последовательностей включает
референсную последовательность аминокислот, экспрессируемую референсной нуклеотидной последовательностью, и
альтернативную последовательность аминокислот, экспрессируемую альтернативной нуклеотидной последовательностью, содержащей SNP;
указанный первый набор содержит пары нуклеотидных последовательностей человека, причем каждая пара включает альтернативную нуклеотидную последовательность человека, содержащую SNP, и имеет частоту минорного аллеля (сокращенно MAF), которая считается распространенной в человеческой популяции; и
второй набор содержит референсную нуклеотидную последовательность примата, отличного от человека, в паре с альтернативной нуклеотидной последовательностью человека, не являющегося приматом, причем
указанная референсная нуклеотидная последовательность примата, отличного от человека, имеет ортологичную референсную нуклеотидную последовательность человека, и
указанная альтернативная нуклеотидная последовательность примата, отличного от человека, содержит SNP.