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Metagenomic Binning based on Unsupervised Extreme Learning Machine
Indexado
Scopus SCOPUS_ID:85189526650
DOI 10.1109/CHILECON60335.2023.10418667
Año 2023
Tipo

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



Metagenomics studies the genetic information of microbial communities in different contexts. As metagenomic DNA is often fragmented and then sequenced into small reads, these reads can be assembled into longer sequences called contigs. An important step in the metagenomic analysis pipeline is Binning, which corresponds to the classification (supervised) or clustering (unsupervised) of reads or contigs. In the case of unsupervised Binning, several Machine Learning algorithms that use DNA sequence descriptors, such as k-mers Frequency and GC Content to perform clustering, have been employed. This paper proposes the use of Unsupervised Extreme Learning Machines (US-ELM) for Metagenomic Binning. The experiments use three datasets with different numbers of species present, and compare the results obtained by US-ELM with respect to the k-means and Maximization Expectation (ME) algorithms. The performance comparison employed metrics widely used in the problem, such as Accuracy, Rand�s index, and Clustering Computation Time. From the experiments, we can see that USELM windenly outperforms the other two clustering methods in accuracy. In terms of computational cost, US-ELM is comparable to k-means, and both algorithms are much faster than EM. Numerical results show the interesting potential of the US-ELM algorithm in the metagenomic binning problem.

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Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Herazo-Alvarez, Jair - Universidad Católica del Maule - Chile
2 Valdebenito, Pedro Barria Hombre Universidad Católica del Maule - Chile
3 MORA-COFRE, MARCO ANTONIO Hombre Universidad Católica del Maule - Chile
4 Cuadros-Orellana, Sara Mujer Universidad Católica del Maule - Chile

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Financiamiento



Fuente
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico

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Agradecimientos



Agradecimiento
Los autores del paper agradecen el soporte del Proyecto FONDECYT Regular 1201692 y del Proyecto FONDECYT Regular 1200810.

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