Modeling of gene-gene- and gene-environment-interactions in genetic epidemiology using directed graphs

Description

This project uses directed graphs for modelling gene-gene- and gene-environment-interactions in genetic epidemiology. At present the work is focused on graphical models.
Background: In genetic epidemiology, the major part of diseases relevant in the population are viewed upon as ‘complex’ diseases, like e.g. ischemic heart-diseases, psychiatric diseases and cancer, that are of particular interest from a Public Health perspective. Complex diseases are multi-factorial by definition, i.e. their causal factors encompass a multitude of genetic and non-genetic factors and their interaction. Therefore, the analysis of gene-gene- and gene-environment-interactions seems to be crucial for the understanding of the aetiology of complex diseases and the establishment of possible therapies. However, the identification of pathways is an ambitious challenge regarding the statistical modelling. For complex diseases this methodology has still to be developed.
Aims of the project were: (a) Formulation of graphical models for modelling complex diseases, formulation of theory and discussion of statistical properties; (b) development and validation of software; © application of the developed methods.

Funding period

Begin:   August 2004
End:   July 2007

Sponsor

  • German Research Foundation

Contact

Dr. rer. nat. Ronja Foraita

Selected project-related publications

    Articles with peer-review

  • Foraita R. A conditional synergy index to assess biological interaction. European Journal of Epidemiology. 2009;24(9):485-494.
    https://doi.org/10.1007/s10654-009-9378-z
  • Foraita R, Bammann K, Pigeot I. Modeling gene-gene interaction using graphical chain models. Human Heredity. 2008;65(1):47-56.
    https://doi.org/10.1159/000106061
  • Foraita R, Klasen S, Pigeot I. Using graphical chain models to analyze differences in structural correlates of undernutrition in Benin and Bangladesh. Economics and Human Biology. 2008;6(3):398-419.
    https://doi.org/10.1016/j.ehb.2008.07.002

    • Contributions to books and proceedings

  • Günther F, Foraita R. Ein Kriterium zur Identifikation einer biologischen Gen-Gen-Interaktion. In: Freyer G, Bibler K-E, editors. Biometrische Aspekte der Genomanalyse III. Aachen: Shaker Verlag. 2007. S. 79-84

    • PhD-Theses

  • Foraita R. Der Conditional Synergy Index - Ein Maß zur Bestimmung einer Gen-Gen-Interaktion basierend auf graphischen Modellen. Bremen: Universität Bremen; 2008.
    http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:46-diss000111139.

    • Presentations at scientific meetings/conferences (invited)

  • Sobotka F, Foraita R, Pigeot I. The uncertainty of graphical models. Seminar of Applied Statistics. Department of Biostatistics, University of Copenhagen, 4. Juni 2008, Copenhagen, Denmark.
  • Foraita R. Ein Maß zur Identifikation von Gen-Gen-Interaktionen. Forschungs- und Doktorandenkolloquium des Instituts für Medizinische Biometrie und Epidemiologie, Philipps-Universität Marburg, 24. April 2007, Marburg.

    • Presentations at scientific meetings/conferences

  • Foraita R. The conditional synergy index to identify a biological gene-gene interaction. Lifestat 2008, Gemeinsame Tagung der Deutschen Region (IBS-DR), der Region Österreich/Schweiz (IBS-ROeS) und der polnischen Gruppe (IBS-Polen) der Internationalen Biometrischen Gesellschaft (IBS), 10.-13. März 2008, München.
  • Foraita R. Ein Vorhersagemodell auf Basis graphischer Kettenmodelle. Workshop "Genetische Epidemiologie". Treffen der norddeutschen Zentren zu genetischer Epidemiologie Lübeck, Kiel, Bremen, 9. Juli 2007, Lübeck.
  • Foraita R. Ein Maß zur Bestimmung einer Gen-Gen-Interaktion. Kongress "Medizin und Gesellschaft. Prävention und Versorgung innovativ-qualitätsgesichert-sozial". Gemeinsame Jahrestagung der DGEpi, DGSMP, GMDS, DGMS, MDK Bayern, bayer. Landesgesundheitsamt, 17.-21. September 2007, Augsburg.
  • Foraita R, Günther F. Ein Kriterium zur Identifikation einer biologischen Gen-Gen-Interaktion. Workshop der Arbeitsgruppe Populationsgenetik und Genomanalyse der Internationalen Biometrischen Gesellschaft (IBS-DR) und des Arbeitskreises Humangenetik der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie (GMDS), 12.-14. Februar 2007, Rauischholzhausen.
  • Foraita R, Günther F. Ein Kriterium zur Identifikation einer biologischen Gen-Gen-Interaktion. 1. Jahrestagung der Deutschen Arbeitsgemeinschaft Statistik (DAGStat) gemeinsam mit der 53. Jahrestagung der Deutschen Region der Internationalen Biometrischen Gesellschaft (IBS-DR) und der Pfingsttagung der Deutschen Statistischen Gesellschaft, 27.-30. März 2007, Bielefeld.
  • Bammann K, Foraita R, Pigeot I, Suling M, Günther F. Modelling gene-gene- and gene-environment-interactions with directed graphs. IEA-EEF European Congress of Epidemiology 2006, Epidemiology and Health Care Practice. 28.Juni - 1.Juli 2006, Utrecht, The Netherlands.
  • Foraita R, Bammann K, Pigeot I. Modelling of gene-gene-interactions using graphical chain models. Workshop "Statistics for biological networks". 16.-18. Januar 2006, Eindhoven (Niederlande).
  • Foraita R, Bammann K, Pigeot I. Modellierung von Gen-Gen- und Gen-Umwelt-Interaktionen mittels graphischer Modelle. 52. Jahrestagung der Deutschen Region der Internationalen Biometrischen Gesellschaft (IBS-DR) gemeinsam mit 7. Jahrestagung des Deutschen Netzwerkes Evidenzbasierte Medizin e.V. (DNEbM e.V), 6.-9. März 2006, Bochum.
  • Günther F, Foraita R, Pigeot I. Faktorgraphen als Prognosemodell in der genetischen Epidemiologie. 1. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Epidemiologie (DGEpi), 21.-23. September 2006, Greifswald.
  • Foraita R, Bammann K. Modellierung von Gen-Gen- und Gen-Umwelt-Interaktionen mittels graphischer Modelle. 12. Jahrestagung der Deutschen Arbeitsgemeinschaft für Epidemiologie (dae) gemeinsam mit 50. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie (GMDS), 11.-15. September 2005, Freiburg.
  • Pigeot I, Foraita R, Bammann K. Modelling of gene-gene- and gene-environment-interactions with graphical models. Workshop „Statistical Methods in Molecular Epidemiology (SMiME)“ der Universität Dortmund, SFB 475, 30.September - 1.Oktober.2005 (eingeladener Vortrag), Dortmund.
  • Foraita R. Graphische Modelle zur Auswertung von Fall-Kontroll-Studien mit unvollständiger Haplotyp-Information. Workshop "Genetische Epidemiologie" Norddeutsches Treffen der Zentren zu genetischer Epidemiologie Lübeck, Kiel, Bremen, 24. August 2004, Bremen.

    • Posters at scientific meetings/conferences

  • Sobotka F, Foraita R, Eberle A, Pigeot I. GMVALID: Ein R- Paket zur Validierung graphischer Modelle präsentiert an Daten von unnatürlichen Sterbefällen in Bremen im Zeitraum 1999-2006. 3. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Epidemiologie (DGEpi), 24.-27. September 2008, Bielefeld.
  • Bammann K, Foraita R, Pigeot I, Suling M, Günther F. Modellierung von Gen-Gen- und Gen-Umwelt-Interaktionen mit gerichteten Graphen. 1. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Epidemiologie (DGEpi), 21.-23. September 2006, Greifswald.

    • Software

  • Foraita R, Sobotka F. gmvalid: Validation of graphical models. R package. 2008.
    http://cran.r-project.org/web/packages/gmvalid/index.html