Computational complexity is a key limitation of genomic analyses. Thus, over the last 30 years, researchers have proposed numerous fast heuristic methods that provide computational relief. Comparing genomic sequences is one of the most fundamental computational steps in most genomic analyses. Due to its high computational complexity, new, more optimized exact and heuristic algorithms are still being developed. We find that these methods are highly sensitive to the underlying data, its quality, and various hyperparameters. Despite their wide use, no in-depth analysis has been performed, potentially falsely discarding genetic sequences from further analysis and unnecessarily inflating computational costs. We provide the first analysis and benchmark of this heterogeneity. We deliver an actionable overview of the 11 most widely used state-of-the-art methods for comparing genomic sequences. We also inform readers about their pros and cons using thorough experimental evaluation and different real datasets from all major manufacturers (i.e., Illumina, ONT, and PacBio). SequenceLab is publicly available at https://github.com/CMU-SAFARI/SequenceLab.


翻译:计算复杂度是基因组分析的关键限制因素。因此,过去30年间,研究者提出了大量快速启发式方法来缓解计算压力。基因组序列比较是大多数基因组分析中最基础的计算步骤之一。由于其高计算复杂度,新型且更优化的精确算法与启发式算法仍在不断涌现。我们发现这些方法对底层数据、数据质量及多种超参数具有高度敏感性。尽管这些方法被广泛使用,但尚未有对其进行的深度分析,这可能导致遗传序列被错误地排除在后续分析之外,并造成不必要的计算成本膨胀。我们首次对此异质性进行了分析与基准测试。我们提供了11种最广泛使用的基因组序列比较前沿方法的可操作综述,并通过全面的实验评估及来自所有主流测序平台(即Illumina、ONT与PacBio)的不同真实数据集,向读者阐明其优缺点。SequenceLab开源代码见https://github.com/CMU-SAFARI/SequenceLab。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
美空军如何将人工智能从战场部署至后方机关
专知会员服务
7+阅读 · 今天3:48
《史诗怒火行动:多域前瞻评估》49页报告
专知会员服务
4+阅读 · 今天2:57
《英国防部:未来空战系统数字化战略》33页
专知会员服务
4+阅读 · 今天2:35
《面向自主飞行网络的智能体人工智能架构》
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:25
“史诗怒火”行动:现代多域作战的重要节点
专知会员服务
8+阅读 · 7月30日
《下一代无线网络中的多无人机通信资源管理》
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员