Approches statistiques pour la détection d’épistasie dans les études d’associations pangénomiques

Statistical approaches to detect epistasis in genome wide association studies

• Auteur / Autrice : Virginie Stanislas
• Direction : Christophe Ambroise, Cyril Dalmasso
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 18/12/2017
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et dynamique des systèmes vivants (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Mathématiques et Modélisation d'Évry (Evry, Essonne)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université d'Évry-Val-d'Essonne (1991-....)
• Jury : Président / Présidente : Marie-Laure Martin-Magniette
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Pierre Hugot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mathieu Emily, Nathalie Villa-Vialaneix

Mots clés

Mots clés contrôlés

Expression génique

Étude d'association pangénomique

Épistasie

Mots clés libres

Régression en grande dimension

Résumé

De nombreux travaux de recherche portent sur la détection et l’étude des interactions dans les études d’association pangénomique (GWAS). La plupart des méthodes proposées se concentrent principalement sur les interactions entre polymorphismes simples de l’ADN (SNPs), mais des stratégies de regroupement peuvent également être envisagées.Dans cette thèse, nous développons une approche originale pour la détection des interactions à l’échelle des gènes. De nouvelles variables représentant les interactions entre deux gènes sont définies à l’aide de méthodes de réduction de dimension. Ainsi, toutes les informations apportées par les marqueurs génétiques sont résumées au niveau du gène. Ces nouvelles variables d’interaction sont ensuite introduites dans un modèle de régression. La sélection des effets significatifs est réalisée à l’aide d’une méthode de régression pénalisée basée sur le Group LASSO avec contrôle du taux de fausse découvertes.Nous comparons les différentes méthodes de modélisation des variables d’interaction à travers des études de simulations afin de montrer les bonnes performances de notre approche. Enfin, nous illustrons son utilisation pratique pour identifier des interactions entre gènes en analysant deux jeux de données réelles.

A large amount of research has been devoted to the detection and investigation of epistatic interactions in Genome-Wide Association Studies (GWAS). Most of the literature focuses on interactions between single-nucleotide polymorphisms (SNPs), but grouping strategies can also be considered.In this thesis, we develop an original approach for the detection of interactions at the gene level. New variables representing the interactions between two genes are defined using dimensionality reduction methods. Thus, all information brought from genetic markers is summarized at the gene level. These new interaction variables are then introduced into a regression model. The selection of significant effects is done using a penalized regression method based on Group LASSO controlling the False Discovery Rate.We compare the different methods of modeling interaction variables through simulations in order to show the good performance of our proposed approach. Finally, we illustrate its practical use for identifying gene-gene interactions by analyzing two real data sets.