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Accès ouvert déclaré 2025 preprint

Praxis-BGM: Clustering of Omics Data Using Semi-Supervised Transfer Learning for Gaussian Mixture Models via Natural-Gradient Variational Inference

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3Institutions déclarées
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Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Recent advances in high-throughput technologies have enabled observational studies to collect high-dimensional omic data. However, such data, often measured on small sample sizes, pose challenges to model-based clustering approaches such as Gaussian Mixture Models. Existing methods often fail to generalize due to model instability under complex mixture patterns. To overcome these limitations, we propose a natural-gradient variational inference framework for Gaussian mixture models named Praxis-BGM that incorporates informative priors-cluster-specific means, covariances, and structural connectivity-from large-scale reference data with known cluster or class labels to enable semi-supervised transfer learning. We derive natural-gradient updates that integrate prior knowledge, leveraging the Variational Online Newton algorithm. We also perform feature selection for clustering using Bayes Factors. Implemented using the JAX library for accelerator-oriented computation, Praxis-BGM is computationally efficient and scalable. We demonstrate the effectiveness of Praxis-BGM in extensive simulations and with two real-world applications: bulk transcriptomic datasets for breast cancer subtyping (the Cancer Genome Atlas Breast Invasive Carcinoma and the Molecular Taxonomy of Breast Cancer International Consortium), and transferring cell-type annotations between single-cell transcriptomic datasets produced by different single-cell RNA-seq technologies in a human pancreas study. Even when priors are partially mismatched with the target data, Praxis-BGM enhances semi-supervised clustering accuracy and biological interpretability.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Praxis-BGM: Clustering of Omics Data Using Semi-Supervised Transfer Learning for Gaussian Mixture Models via Natural-Gradient Variational Inference
Date Crossref
14/11/2025
Éditeur
openRxiv
Type
posted-content

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Single-cell and spatial transcriptomicsGene expression and cancer classificationBayesian Methods and Mixture Models

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