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Enregistrement W4399303086 · doi:10.1038/s42003-024-06332-0

SOFB is a comprehensive ensemble deep learning approach for elucidating and characterizing protein-nucleic-acid-binding residues

2024· article· en· W4399303086 sur OpenAlexaff
Bin Zhang, Zilong Hou, Yuning Yang, Ka‐Chun Wong, Haoran Zhu, Xiangtao Li

Notice bibliographique

RevueCommunications Biology · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueMachine Learning in Bioinformatics
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesFundamental Research Funds for the Central UniversitiesPeople's Government of Jilin ProvinceNational Natural Science Foundation of China
Mots-clésInterpretabilityNucleic acidArtificial intelligenceComputer scienceDeep learningMachine learningSequence (biology)Computational biologyChemistryBiologyBiochemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Proteins and nucleic-acids are essential components of living organisms that interact in critical cellular processes. Accurate prediction of nucleic acid-binding residues in proteins can contribute to a better understanding of protein function. However, the discrepancy between protein sequence information and obtained structural and functional data renders most current computational models ineffective. Therefore, it is vital to design computational models based on protein sequence information to identify nucleic acid binding sites in proteins. Here, we implement an ensemble deep learning model-based nucleic-acid-binding residues on proteins identification method, called SOFB, which characterizes protein sequences by learning the semantics of biological dynamics contexts, and then develop an ensemble deep learning-based sequence network to learn feature representation and classification by explicitly modeling dynamic semantic information. Among them, the language learning model, which is constructed from natural language to biological language, captures the underlying relationships of protein sequences, and the ensemble deep learning-based sequence network consisting of different convolutional layers together with Bi-LSTM refines various features for optimal performance. Meanwhile, to address the imbalanced issue, we adopt ensemble learning to train multiple models and then incorporate them. Our experimental results on several DNA/RNA nucleic-acid-binding residue datasets demonstrate that our proposed model outperforms other state-of-the-art methods. In addition, we conduct an interpretability analysis of the identified nucleic acid binding residue sequences based on the attention weights of the language learning model, revealing novel insights into the dynamic semantic information that supports the identified nucleic acid binding residues. SOFB is available at https://github.com/Encryptional/SOFB and https://figshare.com/articles/online_resource/SOFB_figshare_rar/25499452 .

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)0,001
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: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,022

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0020,001
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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 Opus0,029
Tête enseignante GPT0,312
Écart entre enseignants0,283 · 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
GenreMéthodes

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

En bref

Citations13
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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