Powerful Simulation Tools for the Genomics Age

基因组时代的强大模拟工具

基本信息

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): Genome-wide association studies have been incredibly successful at identifying novel genes and pathways associated with a wide array of complex diseases. However, despite the formation of large consortia to perform meta-analyses across cohorts, only a small fraction of the expected heritability of most common, complex diseases has been explained. The human genetics community is now adopting large-scale sequencing approaches (e.g., exome and whole genome) to identify rare variants that potentially have larger phenotypic effects. In response, statistical geneticists have created a litany of tests for geared toward associating rare variants with disease. We hypothesize that the most parsimonious explanation for an inverse relationship between the frequency of causal alleles and their effect size is that many diseases are caused by an influx of newly arising deleterious mutations that are continually removed from the population due to natural selection. We therefore propose to develop simulation software that will integrate what we know about how allele frequencies change over time from the theory-rich field of population genetics into the data-rich field of human genetics. Our resulting software will be used to develop strategies for sequencing global cohorts with high discovery power, and to aid in the evaluation of existing/future statistical tests. To achieve broad impact, we will create a graphical user interface (GUI) that produces effective figures, and apply our tool to compare and contrast a wide variety of existing statistical tests. We will then revamp our population genetic simulator to become the first population genetic simulator based on the heterogeneous computing architecture of both CPUs and graphical processing units (GPUs). Through intensive parallelization, our software will achieve disruptive efficiency. Using this approach, we will develop a platform for simulation-based inference that can accommodate complex evolutionary models. We will apply this approach to analyze forthcoming whole genome sequencing data from humans and Drosophila. Finally, we aim to return cutting-edge research to the classroom by developing simulation-based teaching tools. Our teaching tool will be in the form of a GUI that enables hands-on learning of complex concepts.
描述(由申请人提供):全基因组关联研究在识别与一系列复杂疾病相关的新基因和途径方面取得了令人难以置信的成功。然而,尽管形成了大型联盟来进行跨群体的荟萃分析,但大多数常见、复杂疾病的预期遗传性中只有一小部分得到了解释。人类遗传学界目前正在采用大规模测序方法(例如外显子组和全基因组)来鉴定可能具有更大表型效应的罕见变异。作为回应,统计遗传学家创造了一系列旨在将罕见变异与疾病联系起来的测试。我们假设,对于因果等位基因的频率与其效应大小之间的反比关系,最简洁的解释是,许多疾病是由新出现的有害突变的涌入引起的,这些突变由于自然选择而不断地从种群中移除。因此,我们建议开发模拟软件,将我们所知道的等位基因频率如何随时间变化的知识从理论丰富的群体遗传学领域整合到数据丰富的人类遗传学领域。我们的结果软件将用于制定具有高发现能力的全球队列测序策略,并有助于评估现有/未来的统计测试。为了实现广泛的影响,我们将创建一个图形用户界面(GUI)来产生有效的数据,并应用我们的工具来比较和对比各种现有的统计测试。然后我们将改造我们的种群遗传模拟器

项目成果

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Ryan D. Hernandez其他文献

Cutibacterium acnes antibiotic production shapes niche competition in the human skin microbiome
痤疮皮肤杆菌抗生素生产塑造了人类皮肤微生物组的利基竞争
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jan Claesen;Jennifer Spagnolo;Stephany Flores Ramos;Kenji L. Kurita;Allyson L. Byrd;A. Aksenov;A. Melnik;W. R. Wong;Shuo Wang;Ryan D. Hernandez;M. Donia;P. Dorrestein;H. Kong;J. Segre;Roger G. Linington;M. Fischbach;K. P. Lemon
  • 通讯作者:
    K. P. Lemon
Genomic characterization of serial-passaged Ebola virus in a boa constrictor cell line
蟒蛇细胞系中连续传代埃博拉病毒的基因组特征
  • DOI:
    10.1101/091603
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Greg Fedewa;S. Radoshitzky;Xiaoli Chi;L. Dongb;M. Spear;N. Strauli;M. Stenglein;Ryan D. Hernandez;P. Jahrling;J. Kuhn;J. Derisi
  • 通讯作者:
    J. Derisi
De novo mutations across 1,465 diverse genomes reveal novel mutational insights and reductions in the Amish founder population
1,465 个不同基因组的从头突变揭示了新的突变见解和阿米什创始人群体的减少
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. D. Kessler;Douglas P. Loesch;J. Perry;N. Heard;B. Cade;Heming Wang;M. Daya;J. Ziniti;S. Datta;J. Celedón;M. Soto;L. Avila;S. Weiss;K. Barnes;S. Redline;R. Vasan;Andrew D. Johnson;R. Mathias;Ryan D. Hernandez;James G. Wilson;D. Nickerson;G. Abecasis;S. Browning;S. Zoellner;J. O’Connell;B. Mitchell;T. O’Connor
  • 通讯作者:
    T. O’Connor
Evolutionary acting on candidate cis-regulatory regions in humans inferred from patterns of polymorphism and divergence.
从多态性和分歧模式推断出对人类候选顺式调控区域的进化作用。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    D. Torgerson;A. Boyko;Ryan D. Hernandez;Amit R. Indap;Xiao;J. Thomas;White;J. Sninsky;M. Cargill;M. D. Adams;C. Bustamante;A. Clark
  • 通讯作者:
    A. Clark
Selection on Finite Sites under COmplex Demographic Events (SFS CODE)
复杂人口统计事件下有限站点的选择(SFS 代码)
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ryan D. Hernandez
  • 通讯作者:
    Ryan D. Hernandez

Ryan D. Hernandez的其他文献

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{{ truncateString('Ryan D. Hernandez', 18)}}的其他基金

Post Baccalaureate Research Opportunity To Promote Equity In Learning (PROPEL).
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  • 批准号:
    10569475
  • 财政年份:
    2022
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Post Baccalaureate Research Opportunity To Promote Equity In Learning (PROPEL).
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  • 项目类别:
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罕见:揭示罕见变异在复杂人类特征的遗传结构中的主导作用。
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  • 项目类别:
Rarely Common: Uncovering the dominant role of rare variants in the genetic architecture of complex human traits.
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  • 批准号:
    10366074
  • 财政年份:
    2021
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  • 项目类别:
Rarely Common: Uncovering the dominant role of rare variants in the genetic architecture of complex human traits.
罕见:揭示罕见变异在复杂人类特征的遗传结构中的主导作用。
  • 批准号:
    10219000
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 39.63万
  • 项目类别:
Powerful Simulation Tools for the Genomics Age
基因组时代的强大模拟工具
  • 批准号:
    8673650
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
BMI Bioinformatics Training Grant
BMI 生物信息学培训补助金
  • 批准号:
    10430103
  • 财政年份:
    2003
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BMI Bioinformatics Training Grant
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  • 批准号:
    9288162
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 39.63万
  • 项目类别:
BMI Bioinformatics Training Grant
BMI 生物信息学培训补助金
  • 批准号:
    10202621
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 39.63万
  • 项目类别:
Maximizing Opportunities for Research Excellence
最大限度地提高卓越研究的机会
  • 批准号:
    8996171
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 39.63万
  • 项目类别:

相似国自然基金

靶向递送一氧化碳调控AGE-RAGE级联反应促进糖尿病创面愈合研究
  • 批准号:
    JCZRQN202500010
  • 批准年份:
    2025
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    0.0 万元
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    省市级项目
对香豆酸抑制AGE-RAGE-Ang-1通路改善海马血管生成障碍发挥抗阿尔兹海默病作用
  • 批准号:
    2025JJ70209
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
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AGE-RAGE通路调控慢性胰腺炎纤维化进程的作用及分子机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
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  • 批准号:
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    省市级项目
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  • 批准号:
  • 批准年份:
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LncRNA GAS5在2型糖尿病动脉粥样硬化中对AGE-RAGE 信号通路上相关基因的调控作用及机制研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
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围绕GLP1-Arginine-AGE/RAGE轴构建探针组学方法探索大柴胡汤异病同治的效应机制
  • 批准号:
    81973577
  • 批准年份:
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    2015
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

PROTEMO: Emotional Dynamics Of Protective Policies In An Age Of Insecurity
PROTEMO:不安全时代保护政​​策的情绪动态
  • 批准号:
    10108433
  • 财政年份:
    2024
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    $ 39.63万
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The role of dietary and blood proteins in the prevention and development of major age-related diseases
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  • 批准号:
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  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39.63万
  • 项目类别:
    Fellowship
Atomic Anxiety in the New Nuclear Age: How Can Arms Control and Disarmament Reduce the Risk of Nuclear War?
新核时代的原子焦虑:军控与裁军如何降低核战争风险?
  • 批准号:
    MR/X034690/1
  • 财政年份:
    2024
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Collaborative Research: Resolving the LGM ventilation age conundrum: New radiocarbon records from high sedimentation rate sites in the deep western Pacific
合作研究:解决LGM通风年龄难题:西太平洋深部高沉降率地点的新放射性碳记录
  • 批准号:
    2341426
  • 财政年份:
    2024
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    $ 39.63万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Resolving the LGM ventilation age conundrum: New radiocarbon records from high sedimentation rate sites in the deep western Pacific
合作研究:解决LGM通风年龄难题:西太平洋深部高沉降率地点的新放射性碳记录
  • 批准号:
    2341424
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39.63万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Doctoral Dissertation Research: Effects of age of acquisition in emerging sign languages
博士论文研究:新兴手语习得年龄的影响
  • 批准号:
    2335955
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39.63万
  • 项目类别:
    Standard Grant
The economics of (mis)information in the age of social media
社交媒体时代(错误)信息的经济学
  • 批准号:
    DP240103257
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39.63万
  • 项目类别:
    Discovery Projects
How age & sex impact the transcriptional control of mammalian muscle growth
你多大
  • 批准号:
    DP240100408
  • 财政年份:
    2024
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    $ 39.63万
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    Discovery Projects
Supporting teachers and teaching in the age of Artificial Intelligence
支持人工智能时代的教师和教学
  • 批准号:
    DP240100111
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39.63万
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    Discovery Projects
Enhancing Wahkohtowin (Kinship beyond the immediate family) Community-based models of care to reach and support Indigenous and racialized women of reproductive age and pregnant women in Canada for the prevention of congenital syphilis
加强 Wahkohtowin(直系亲属以外的亲属关系)以社区为基础的护理模式,以接触和支持加拿大的土著和种族育龄妇女以及孕妇,预防先天梅毒
  • 批准号:
    502786
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39.63万
  • 项目类别:
    Directed Grant
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知道了