Learning the language of antibody hypervariability
Notice bibliographique
Résumé
Protein language models (PLMs) have demonstrated impressive success in modeling proteins. However, general-purpose "foundational" PLMs have limited performance in modeling antibodies due to the latter's hypervariable regions, which do not conform to the evolutionary conservation principles that such models rely on. In this study, we propose a transfer learning framework called Antibody Mutagenesis-Augmented Processing (AbMAP), which fine-tunes foundational models for antibody-sequence inputs by supervising on antibody structure and binding specificity examples. Our learned feature representations accurately predict mutational effects on antigen binding, paratope identification, and other key antibody properties. We experimentally validate AbMAP for antibody optimization by applying it to refine a set of antibodies that bind to a SARS-CoV-2 peptide, and obtain an 82% hit-rate and up to 22-fold increase in binding affinity. AbMAP also unlocks large-scale analyses of immune repertoires, revealing that B-cell receptor repertoires of individuals, while remarkably different in sequence, converge toward similar structural and functional coverage. Importantly, AbMAP's transfer learning approach can be readily adapted to advances in foundational PLMs. We anticipate AbMAP will accelerate the efficient design and modeling of antibodies, expedite the discovery of antibody-based therapeutics, and deepen our understanding of humoral immunity.
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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 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».