Flow matching for generative modeling in bioinformatics and computational biology
Notice bibliographique
Résumé
Numerous problems in bioinformatics and computational biology can be framed as a task of learning a mapping from one state of a biological system to another relevant state or to explore novel data points across biologically constrained spaces. However, manually deriving such mappings, e.g., to transform cells in a diseased state back into a healthy state, or extrapolating from existing datasets to create new data, is often nontrivial and can require extraordinary domain expertise and resources. Fortunately, the field of generative artificial intelligence (AI) has introduced a new training paradigm referred to as (conditional) flow matching, which has emerged as a promising solution to this problem, with broad applicability in computer vision, natural language processing, and the physical and life sciences. Flow matching is a powerful and principled, data-driven framework for efficiently learning a mapping between arbitrary pairs of high-dimensional data distributions, making it well-suited for addressing problems in molecular and cell biology. In this Review, we characterize the theoretical foundations of flow matching and its applications in biomolecular modeling for proteins, DNA/RNA, small molecules, and their interactions, as well as its uses in single/multi-cellular modeling for cell phenotyping and imaging, each contributing towards the development of an AI-based virtual cell. Lastly, this review highlights open-source flow matching methods and discusses future directions in flow-based generative modeling for bioinformatics and computational biology.
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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 | 0,005 | 0,013 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,003 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,003 |
| Communication savante | 0,003 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,004 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,004 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 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 ».