Predicting informative spatio-temporal neurodevelopmental windows and gene risk for autism spectrum disorder

Otizm Spektrum Bozukluğu (OSB), genetik sebeplerle ortaya çıkabilen, zihinsel gelişimi olumsuz etkileyen karmaşık bir hastalıktır. Karmaşık doğasından dolayı, bu hastalığa sebep olan risk genlerinin sadece küçük bir yüzdesi, gen dizileme çalışmaları sayesinde tespit edilebilmiştir. Bu hastalığa sebep olan etmenleri anlamak için, mutasyon yükü verisini gen ortak ifade çizgeleri ̈uzerinde kullanabilen bir derin öğrenme mimarisi tasarlandı. Ek olarak, hastalık için önem arz eden sinirsel gelişim periyotlarını tespit edebilmek için derin öğrenme modeline uzmanların karışımı modeli de eklendi. Bu uçtan uca eğitilebilen sistem, ̧cizge başına bir ağırlık öğrenerek bütün genler için bir olasılık atayabilmektedir. Modelimizin sonuçları, otizm geni risk tahmin gücünün en gelişmiş modellere kıyasla arttığını göstermektedir. En yüksek risk penceresi olarak talamus ve serebellum beyin bölgesinin mediyodorsal çekirdeğini ve yenidoğan/erken bebeklikten orta/geç çocukluk dönemine kadar olan periyot (0 ay - 12 yaş) belirlenmiştir. Sonuçlarımız, otizm ile alakalı bilinen anahtar biyolojik yollar ve gen hedefleri için iyi bir zenginleşmeye de işaret etmektedir. OSB ile ilişkili bir etiketi olmayan kopya sayısı değişikliği bölgelerinde risk geni olmaya aday birkaç gen gözlemlenmiştir. Yalancı-pozitif kesin referans genler, etiketlenmemiş olmasına rağmen OSB ile ilişkili olma olasılığı yüksek genler ve yüksek sıralamalı yalancı-negatif kesin referans genler incelenmiştir.