Skip to main content

2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

Designing Distributed Cell Classifier Circuits Using a Genetic Algorithm

verfasst von : Melania Nowicka, Heike Siebert

Erschienen in: Computational Methods in Systems Biology

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Cell classifiers are decision-making synthetic circuits that allow in vivo cell-type classification. Their design is based on finding a relationship between differential expression of miRNAs and the cell condition. Such biological devices have shown potential to become a valuable tool in cancer treatment as a new type-specific cell targeting approach. So far, only single-circuit classifiers were designed in this context. However, reliable designs come with high complexity, making them difficult to assemble in the lab. Here, we apply so-called Distributed Classifiers (DC) consisting of simple single circuits, that decide collectively according to a threshold function. Such architecture potentially simplifies the assembly process and provides design flexibility. We present a genetic algorithm that allows the design and optimization of DCs. Breast cancer case studies show that DCs perform with high accuracy on real-world data. Optimized classifiers capture biologically relevant miRNAs that are cancer-type specific. The comparison to a single-circuit classifier design approach shows that DCs perform with significantly higher accuracy than individual circuits. The algorithm is implemented as an open source tool.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
2.
Zurück zum Zitat Bergstra, J., Bengio, Y.: Random search for hyper-parameter optimization. J. Mach. Learn. Res. 13, 281–305 (2012)MathSciNetMATH Bergstra, J., Bengio, Y.: Random search for hyper-parameter optimization. J. Mach. Learn. Res. 13, 281–305 (2012)MathSciNetMATH
20.
Zurück zum Zitat Ramola, R., Jain, S., Radivojac, P.: Estimating classification accuracy in positive-unlabeled learning: characterization and correction strategies. In: Pacific Symposium on Biocomputing, vol. 24, pp. 124–135 (2019) Ramola, R., Jain, S., Radivojac, P.: Estimating classification accuracy in positive-unlabeled learning: characterization and correction strategies. In: Pacific Symposium on Biocomputing, vol. 24, pp. 124–135 (2019)
23.
Zurück zum Zitat Shukla, A., Pandey, H.M., Mehrotra, D.: Comparative review of selection techniques in genetic algorithm. In: 2015 International Conference on Futuristic Trends on Computational Analysis and Knowledge Management (ABLAZE), pp. 515–519. IEEE, February 2015. https://doi.org/10.1109/ABLAZE.2015.7154916 Shukla, A., Pandey, H.M., Mehrotra, D.: Comparative review of selection techniques in genetic algorithm. In: 2015 International Conference on Futuristic Trends on Computational Analysis and Knowledge Management (ABLAZE), pp. 515–519. IEEE, February 2015. https://​doi.​org/​10.​1109/​ABLAZE.​2015.​7154916
Metadaten
Titel
Designing Distributed Cell Classifier Circuits Using a Genetic Algorithm
verfasst von
Melania Nowicka
Heike Siebert
Copyright-Jahr
2019
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-030-31304-3_6