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Enregistrement W4318828595 · doi:10.26434/chemrxiv-2022-m3900-v2

Latent Spaces for Antimicrobial Peptide Design

2023· preprint· en· W4318828595 sur OpenAlexafffund
Samuel Renaud, Rachael A. Mansbach

Notice bibliographique

RevueChemRxiv · 2023
Typepreprint
Langueen
DomaineImmunology and Microbiology
ThématiqueAntimicrobial Peptides and Activities
Établissements canadiensConcordia University
Organismes subventionnairesCanada Research ChairsCompute Canada
Mots-clésInterpretabilityComputer scienceBenchmark (surveying)Artificial intelligenceMachine learningGenerative modelGenerative grammarChemical spaceConstruct (python library)Pipeline (software)Drug discoveryBiologyBioinformaticsGeography

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

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. We design an AMP discovery pipeline and present candidate sequences and properties from three models that achieved high benchmark scores. Overall, by tuning models and their accompanying latent spaces properly, targeted sampling of new anti-microbial peptides with ideal characteristics is achievable.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,010

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

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.

Tête enseignante Opus0,057
Tête enseignante GPT0,265
Écart entre enseignants0,207 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2023
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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