Learned Embeddings from Deep Learning to Visualize and Predict Protein Sets
Notice bibliographique
Résumé
Models from machine learning (ML) or artificial intelligence (AI) increasingly assist in guiding experimental design and decision making in molecular biology and medicine. Recently, Language Models (LMs) have been adapted from Natural Language Processing (NLP) to encode the implicit language written in protein sequences. Protein LMs show enormous potential in generating descriptive representations (embeddings) for proteins from just their sequences, in a fraction of the time with respect to previous approaches, yet with comparable or improved predictive ability. Researchers have trained a variety of protein LMs that are likely to illuminate different angles of the protein language. By leveraging the bio_embeddings pipeline and modules, simple and reproducible workflows can be laid out to generate protein embeddings and rich visualizations. Embeddings can then be leveraged as input features through machine learning libraries to develop methods predicting particular aspects of protein function and structure. Beyond the workflows included here, embeddings have been leveraged as proxies to traditional homology-based inference and even to align similar protein sequences. A wealth of possibilities remain for researchers to harness through the tools provided in the following protocols. © 2021 The Authors. Current Protocols published by Wiley Periodicals LLC. The following protocols are included in this manuscript: Basic Protocol 1: Generic use of the bio_embeddings pipeline to plot protein sequences and annotations Basic Protocol 2: Generate embeddings from protein sequences using the bio_embeddings pipeline Basic Protocol 3: Overlay sequence annotations onto a protein space visualization Basic Protocol 4: Train a machine learning classifier on protein embeddings Alternate Protocol 1: Generate 3D instead of 2D visualizations Alternate Protocol 2: Visualize protein solubility instead of protein subcellular localization Support Protocol: Join embedding generation and sequence space visualization in a pipeline.
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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 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| 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 | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,011 | 0,006 |
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 ».