A Deep Learning Framework for Identifying Essential Proteins by Integrating Multiple Types of Biological Information
Notice bibliographique
Résumé
Computational methods including centrality and machine learning-based methods have been proposed to identify essential proteins for understanding the minimum requirements of the survival and evolution of a cell. In centrality methods, researchers are required to design a score function which is based on prior knowledge, yet is usually not sufficient to capture the complexity of biological information. In machine learning-based methods, some selected biological features cannot represent the complete properties of biological information as they lack a computational framework to automatically select features. To tackle these problems, we propose a deep learning framework to automatically learn biological features without prior knowledge. We use node2vec technique to automatically learn a richer representation of protein-protein interaction (PPI) network topologies than a score function. Bidirectional long short term memory cells are applied to capture non-local relationships in gene expression data. For subcellular localization information, we exploit a high dimensional indicator vector to characterize their feature. To evaluate the performance of our method, we tested it on PPI network of S. cerevisiae. Our experimental results demonstrate that the performance of our method is better than traditional centrality methods and is superior to existing machine learning-based methods. To explore which of the three types of biological information is the most vital element, we conduct an ablation study by removing each component in turn. Our results show that the PPI network embedding contributes most to the improvement. In addition, gene expression profiles and subcellular localization information are also helpful to improve the performance in identification of essential proteins.
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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) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 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) | 0,001 | 0,000 |
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 ».