A Deep Learning Framework for Gene Ontology Annotations With Sequence- and Network-Based Information
Notice bibliographique
Résumé
Knowledge of protein functions plays an important role in biology and medicine. With the rapid development of high-throughput technologies, a huge number of proteins have been discovered. However, there are a great number of proteins without functional annotations. A protein usually has multiple functions and some functions or biological processes require interactions of a plurality of proteins. Additionally, Gene Ontology provides a useful classification for protein functions and contains more than 40,000 terms. We propose a deep learning framework called DeepGOA to predict protein functions with protein sequences and protein-protein interaction (PPI) networks. For protein sequences, we extract two types of information: sequence semantic information and subsequence-based features. We use the word2vec technique to numerically represent protein sequences, and utilize a Bi-directional Long and Short Time Memory (Bi-LSTM) and multi-scale convolutional neural network (multi-scale CNN) to obtain the global and local semantic features of protein sequences, respectively. Additionally, we use the InterPro tool to scan protein sequences for extracting subsequence-based information, such as domains and motifs. Then, the information is plugged into a neural network to generate high-quality features. For the PPI network, the Deepwalk algorithm is applied to generate its embedding information of PPI. Then the two types of features are concatenated together to predict protein functions. To evaluate the performance of DeepGOA, several different evaluation methods and metrics are utilized. The experimental results show that DeepGOA outperforms DeepGO and BLAST.
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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 | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,002 |
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 ».