Reinforced Adversarial Neural Computer for <i>de Novo</i> Molecular Design
Notice bibliographique
Résumé
In silico modeling is a crucial milestone in modern drug design and development. Although computer-aided approaches in this field are well-studied, the application of deep learning methods in this research area is at the beginning. In this work, we present an original deep neural network (DNN) architecture named RANC (Reinforced Adversarial Neural Computer) for the de novo design of novel small-molecule organic structures based on the generative adversarial network (GAN) paradigm and reinforcement learning (RL). As a generator RANC uses a differentiable neural computer (DNC), a category of neural networks, with increased generation capabilities due to the addition of an explicit memory bank, which can mitigate common problems found in adversarial settings. The comparative results have shown that RANC trained on the SMILES string representation of the molecules outperforms its first DNN-based counterpart ORGANIC by several metrics relevant to drug discovery: the number of unique structures, passing medicinal chemistry filters (MCFs), Muegge criteria, and high QED scores. RANC is able to generate structures that match the distributions of the key chemical features/descriptors (e.g., MW, logP, TPSA) and lengths of the SMILES strings in the training data set. Therefore, RANC can be reasonably regarded as a promising starting point to develop novel molecules with activity against different biological targets or pathways. In addition, this approach allows scientists to save time and covers a broad chemical space populated with novel and diverse compounds.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».