Delineating SARS-CoV-2 spike protein and antibodies interaction interfaces via siamese neural networks: A geometric and image-based analysis
Notice bibliographique
Résumé
The analysis of molecular interactions between antigens and antibodies is crucial for understanding the immunological mechanisms underlying the immune response and for developing effective therapies against various diseases. In this context, the ability to distinguish between protein interfaces that form stable and unstable complexes is a key step in the design of therapeutic antibodies and vaccines. In recent years, deep learning models have provided advanced tools for biomedical research. This work introduces a novel approach to analyzing antibody-antigen interactions, and in particular SARS-CoV-2 spike protein-targeting antibodies, using a Siamese Neural Network specifically designed to integrate depth maps with geometric descriptors of molecular surfaces. By combining these representations, the model captures geometrical shape complementarity to differentiate between stable and unstable protein complexes. The network was trained using image-based representations of antigens and antibodies interfaces enriched with geometric descriptors, using data that include binders and non-binders of the SARS-CoV-2 spike protein receptor-binding domain. The deep learning network operates by comparing feature vectors representing these molecular surfaces; pairs with closer vectors in feature space are associated with stable interactions, while those with more distant vectors suggest instability. Extensive testing with different configurations achieved an accuracy of 90%, demonstrating the robustness of this approach to predict interactions. This innovative integration of artificial intelligence, depth maps and geometric descriptors offers promising applications for designing novel antibodies and vaccines.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».