Lesson 17 of 20

두 층을 겹친다 — 조직에서 보이고 세포에서도 보이는 것

Pun FW, et al. (2022) 의 CNS 237/91 과 diMN 135/31

이제 논문의 구조가 왜 그런지 말할 수 있습니다.

중추신경계 조직 · 237 대 91

본다: 진짜 사람의 진짜 척수. 나이가 있고 환경이 있다.
못 본다: 세포 구성에 휘둘린다. 말기만 본다. 죽은 세포는 없다.

iPSC 운동신경세포 · 135 대 31

본다: 세포 한 종류. 살아 있다. 병의 이른 시기.
못 본다: 나이가 없다. 환경이 없다. 접시 안이다.

두 목록의 겹치는 부분을 보면, 어느 한쪽의 약점 때문에 생긴 유령이 걸러집니다.

High school두 층을 겹친다

조직에서 보이고 세포에서도 보이는 것을 찾는다.

층	유전자 수
CNS 조직	237 / 91
diMN 세포	135 / 31

두 숫자가 무엇인가

앞이 올라간 것, 뒤가 내려간 것 이거나 전체와 필터 후 일 수 있다.

두 층에서 각각 목록을 만들고 교집합을 보는 것 — 단순하고 강력한 전략

겹칠 때 걸러지는 것들을 하나씩 봅시다.

어떤 유전자	조직에서	세포에서	겹치면
미세아교세포가 늘어서 오른 유전자	크게 오른다	변화 없음 (그 세포가 없다)	걸러진다
사후지연으로 분해된 유전자	내려간다	변화 없음 (사후가 아니다)	걸러진다
접시 환경 때문에 켜진 유전자	변화 없음	크게 오른다	걸러진다
운동신경세포 안에서 진짜 변한 유전자	오른다	오른다	살아남는다

세 종류의 유령이 서로 다른 이유로 걸러집니다. 그것이 겹치기의 힘이에요.

High school왜 교집합이 튼튼한가

층	고유한 편향
조직	세포 조성 · 사후 지연
diMN	미성숙 · 분화 배치

편향이 서로 다르다

조직의 조성 편향이 diMN 에는 없다. diMN 의 분화 편향이 조직에는 없다.

그러니 둘 다에서 나오면 어느 편향도 아니다.

서로 다른 편향을 가진 두 자료의 교집합이 그 편향들을 걸러 준다

겹치기 하나만으로 후보가 한 자릿수 퍼센트로 줄어듭니다.

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# 두 층을 겹칠 때 무엇이 남는가 — 개수로.
tissue_only = 900     # 조직에서만 유의
cell_only   = 700     # 세포에서만 유의
both        = 180     # 둘 다

print(f"조직에서만 유의 : {tissue_only:5d}   대개 세포 구성 · 사후 변화")
print(f"세포에서만 유의 : {cell_only:5d}   대개 배양 환경 · 어린 세포")
print(f"둘 다 유의      : {both:5d}   <- 여기서 표적을 고른다")
print()
tot = tissue_only + cell_only + both
print(f"합계 {tot}개 중 {both}개 = {both/tot*100:.1f}% 만 남습니다.")
print()
print("논문은 여기서 다시 네트워크·문헌·경로 점수를 얹어")
print("28개까지 좁혔습니다.")

High school교집합이 작다는 문제

층	개수
CNS	237
diMN	135
교집합	훨씬 적음

왜 적은가

이유	내용
두 층이 다른 것을 잼	14강의 상관 0.43
각각 검정력이 제한적	둘 다 놓칠 수 있음
병기가 다름	말기 vs 초기

교집합이 작으면 신뢰도는 높고 수는 적다

후보가 적으면 실험은 쉽지만 놓친 것 도 많을 것이다.

교집합은 정확도를 올리고 재현율을 내린다 — 익숙한 맞바꿈

짧고 순도 높은 목록과 길고 지저분한 목록 중 무엇을 원하는가의 문제입니다.

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# 겹치기의 맞바꿈 — 특이도와 민감도.
real, ghost = 200, 2000

# 한 층만 볼 때: 진짜의 80% 를 잡지만 유령도 15% 통과
one_real, one_ghost = int(real*0.80), int(ghost*0.15)
# 두 층을 겹칠 때: 진짜는 55% 만 잡히지만 유령은 2% 만 통과
two_real, two_ghost = int(real*0.55), int(ghost*0.02)

for label, r, g in [("한 층만", one_real, one_ghost), ("두 층 겹침", two_real, two_ghost)]:
    tot = r + g
    print(f"{label:12s} 진짜 {r:4d} · 유령 {g:4d} · 목록 {tot:4d}   "
          f"목록 중 진짜 비율 {r/tot*100:5.1f}%")
print()
print("겹치면 목록이 짧아지고 순도가 높아집니다.")
print("대신 진짜의 4분의 1을 잃었어요.")

High school합집합을 쓸 수도 있다

전략	얻는 것	잃는 것
교집합	정확도	수
합집합	수	정확도
가중 순위	둘의 절충	—

세 번째가 실용적이다

두 층에서 다 나온 것 을 위로, 하나에서만 나온 것을 아래로 놓는다.

그러면 순위표 가 된다 — 19강이 그것이다.

이분법 대신 순위로 만들면 정보를 안 버리면서 우선순위가 생긴다

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조직 자료와 iPSC 세포 자료를 겹치면 걸러지는 유령 중 하나는?

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겹치기가 공짜가 아닌 이유는?