[논문 리뷰] Counting chickens before they hatch: reciprocal consistency of calibration points for estimating divergence dates

David A. Morrison|arXiv (Cornell University)|2010. 01. 20.

Genetic diversity and population structure참고 문헌 21인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 분자 시계 연대 측정에서 보조 캘리브레이션 포인트의 신뢰성을 재평가하며, 주 캘리브레이션 포인트와의 상호 일관성을 시험한다. 개선된 통계 방법(신뢰구간 포함)을 사용하여 저자는 주 캘리브레이션 포인트와 보조 캘리브레이션 포인트 사이에 일관성 문제가 없음을 입증한다. 다만, 일반적으로 넓은 신뢰구간으로 인해 분자 데이터의 정밀한 가설 검증에 대한 유용성이 제한된다.

ABSTRACT

There has been concern in the literature about the methodology of using secondary calibration timepoints when estimating evolutionary divergence dates. Such timepoints are divergence time estimates that have been derived from one molecular data set on the basis of a primary external calibration timepoint, and which are then used independently on a second data set. Logically, the primary and secondary calibration points must be mutually consistent, in the sense that it must be possible to predict each time point from the other. However, the attempt by Shaul and Graur (2002, Gene 300: 59-61) to assess the reliability of secondary timepoints is flawed because they presented time estimates without presenting confidence intervals on those estimates, and so it was not possible to make any explicit hypothesis tests of divergence times. Also, they inappropriately excluded some of the data, which leads to a very biased estimate of one of the divergence times. Here, I present a re-analysis of the same data set, with more appropriate methodology, and come to the conclusion that no inconsistencies are involved. However, it is clear from the analysis that molecular data often have such large confidence intervals that they are uninformative, and thus cannot be used for reliable hypothesis tests.

연구 동기 및 목표

• 분자 시계 연대 측정에 사용된 보조 캘리브레이션 포인트의 타당성을 평가하기 위해.
• 특히 시점 추정에서 신뢰구간의 부재로 인한 이전 방법론의 결함을 해결하기 위해.
• 주 캘리브레이션 포인트와 보조 캘리브레이션 포인트가 상호 일관성 있는지 시험하기 위해.
• 다른 시점 추정의 가설 검증을 위한 분자 데이터의 신뢰성 평가를 위해.
• 이전 연구들(예: Shaul과 Graur, 2002)에서 발생한 편향된 데이터 배제를 수정하기 위해.

제안 방법

• Shaul과 Graur (2002)가 사용한 동일한 데이터셋을 적절한 통계 방법을 사용하여 재분석하였다.
• 형식적 가설 검증이 가능하도록 시점 추정에 대해 신뢰구간을 적용하였다.
• 각 캘리브레이션 포인트가 다른 포인트의 불확실성 범위 내에서 예측 가능한지를 시험함으로써 상호 일관성을 평가하였다.
• 이전에 편향된 추정으로 이어진 임의의 데이터 배제를 피하였다.
• 적절한 오차 전파를 고려한 표준 분자 시계 모델을 사용하여 불확실성을 평가하였다.
• 주 캘리브레이션 포인트와 보조 캘리브레이션 포인트 사이의 시점 일관성에 대해 명시적인 통계적 검증을 수행하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 분자 연대 측정에서 보조 캘리브레이션 포인트는 주 캘리브레이션 포인트와 논리적으로 일관성이 있는가?
• RQ2 이전 연구에서 신뢰구간이 생략된 것이 캘리브레이션 신뢰성에 대한 결론의 타당성을 무효화하는가?
• RQ3 넓은 신뢰구간을 가진 분자 데이터는 시점 추정의 신뢰할 수 있는 가설 검증을 지원할 수 있는가?
• RQ4 데이터 배제는 시점 추정의 정확성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 캘리브레이션 포인트의 상호 일관성은 보조 시점의 타당성을 충분히 보장하는가?

주요 결과

• 적절한 신뢰구간이 적용된 결과, 주 캘리브레이션 포인트와 보조 캘리브레이션 포인트 사이에 일관성 문제가 없었다.
• Shaul과 Graur (2002)의 이전 연구는 신뢰구간 생략으로 인해 타당한 가설 검증이 불가능하여 결함이 있었다.
• 일부 데이터 포인트를 배제함으로써 한 시점의 추정치가 편향되어, 그들의 결론의 신뢰성에 문제가 있었다.
• 일반적으로 분자 데이터는 넓은 신뢰구간을 제공하여 정밀한 시점 추정에 대해 정보를 제공하지 못한다.
• 상호 일관성은 신뢰할 수 있는 캘리브레이션을 위해 반드시 필요한 조건이지만, 충분한 조건은 아니며, 많은 추정치에서 높은 불확실성이 존재하기 때문이다.
• 재분석 결과, 통계적 엄밀함이 적용될 경우 보조 캘리브레이션 포인트가 신뢰할 수 있음을 확인하였다.