Latent Spaces for Antimicrobial Peptide Design
Notice bibliographique
Résumé
Current antibacterial treatments cannot overcome the rapidly growing resistance of bacteria to antibiotic drugs, and novel treatment methods are required. One option is the development of new antimicrobial peptides (AMPs), to which bacterial resistance build-up is comparatively slow. Deep generative models have recently emerged as a powerful method for generating novel therapeutic candidates from existing datasets; however, there has been less research focused on evaluating the search spaces associated with these generators from which they sample their new data-points. In this research we employ five deep learning model architectures for de novo generation of antimicrobial peptide sequences and assess the properties of their associated latent spaces. We train a RNN, RNN with attention, WAE, AAE and Transformer model and compare their abilities to construct desirable latent spaces in 32, 64, and 128 dimensions. We assess reconstruction accuracy, generative capability, and model interpretability and demonstrate that while most models are able to create a partitioning in their latent spaces into regions of low and high AMP sampling probability, they do so in different manners and by appealing to different underlying physicochemical properties. In this way we demonstrate several benchmarks that must be considered for such models and suggest that for optimization of search space properties, an ensemble methodology is most appropriate for design of new AMPs. Overall, by tuning models and their accompanying latent spaces properly, targeted sampling of new anti-microbial peptides with ideal characteristics is achievable.
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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 | 0,004 |
| 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 | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| 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 ».