展开菜单
首页 精品内容 本月促销 装机必备 Windows PDF教程 macOS软件 IOS软件 Android AI 专题
全部分类

当前位置:

首页 > 业界资讯 > 高效且准确,郑州大学团队开发新AI工具识别药物-靶标相互作用

高效且准确,郑州大学团队开发新AI工具识别药物-靶标相互作用

编辑|枯叶蝶准确识别药物-靶标相互作用(DTI)是药物发现和药物重新定位过程中的关键步骤之一。目前,许多基于计算的模型已被提出,用于预测DTI,并取得了一些显著的进步。然而,这些方法很少关注如何以适当的方式融合与药物和靶标相关的多视角相似性网络。此外,如何充分结合已知的相互作用关系来准确表示药物和靶标尚未得到很好的研究。因此,提高DTI预测模型的准确性仍然是必要的。在最新的研究中,郑州大学、电子科技大学团队提出了一种新方法MIDTI。该方法采用多视图相似性网络融合策略和深度交互式注意机制来预测药物-靶标相

本文目录

    高效且准确,郑州大学团队开发新AI工具识别药物-靶标相互作用

    编辑 | 枯叶蝶

    准确识别药物-靶标相互作用(DTI)是药物发现和药物重新定位过程中的关键步骤之一。

    目前,许多基于计算的模型已被提出,用于预测 DTI,并取得了一些显著的进步。

    然而,这些方法很少关注如何以适当的方式融合与药物和靶标相关的多视角相似性网络。此外,如何充分结合已知的相互作用关系来准确表示药物和靶标尚未得到很好的研究。因此,提高 DTI 预测模型的准确性仍然是必要的。

    在最新的研究中,郑州大学、电子科技大学团队提出了一种新方法 MIDTI。该方法采用多视图相似性网络融合策略和深度交互式注意机制来预测药物-靶标相互作用。

    结果表明,MIDTI 在 DTI 预测任务上的表现明显优于其他基线方法。消融实验的结果也证实了多视角相似网络融合策略中注意力机制和深度交互注意力机制的有效性。

    该研究以「Drug–target interaction predictions with multi-view similarity network fusion strategy and deep interactive attention mechanism」为题,于 2024 年 6 月 6 日发布在《Bioinformatics》。

    高效且准确,郑州大学团队开发新AI工具识别药物-靶标相互作用

    药物靶点交互(DTI)预测

    在新药研发与再利用过程中占据核心地位,传统湿实验方法成本高昂、耗时长久,促使研究者转向计算辅助的药物筛选方法来加速进程。

    计算型 DTI 预测方法

    主要分为:

    1. 基于结构的方法:依赖药物分子与靶点结构及结合位点,但受限于某些靶点如膜蛋白结构信息的缺乏。
    2. 基于配体的方法:基于已知活性小分子建立模型,但在靶点结合配体数量有限时效果不佳。
    3. 基于机器学习的方法:通过提取药物化学结构和靶点基因序列特征进行二元分类,预测潜在 DTI。

    机器学习方法的局限性

    目前的方法仅基于药物和靶点自身结构学习表征,忽视了 DTI 对之间的相互作用。

    异构网络构建

    生物实体间关系蕴含丰富语义信息,构建融合异构信息的网络有助于系统理解 DTI。

    MIDTI 方法

    郑州大学团队提出了 MIDTI,一种预测 DTI 的新方法,基于:

    • 多视角相似性网络融合策略
    • 深度交互式注意力机制

      高效且准确,郑州大学团队开发新AI工具识别药物-靶标相互作用

      MIDTI 的整体框架

    图示:MIDTI 的整体框架(来源:论文)

    步骤:

    1. 构建相似性网络:MIDTI 根据药物关联信息构建药物相似性网络,并采用融合策略获得集成的药物相似性网络;同样地建立集成的目标相似性网络。
    2. 学习嵌入:MIDTI 采用 GCN 从集成药物相似性网络、集成目标相似性网络、药物-目标二分网络和药物-目标异构网络中学习药物和目标嵌入。
    3. 判别嵌入:MIDTI 利用交互式注意机制,根据已知的 DTI 关系学习判别嵌入。
    4. 预测 DTI:将学习到的药物-靶标对表征输入 MLP 中,以预测 DTI。

      高效且准确,郑州大学团队开发新AI工具识别药物-靶标相互作用

      图示:多视角药物相似性网络融合策略的四个步骤。(来源:论文)

    为了评估 MIDTI 的性能,研究者采用了多种评估指标,包括准确率(ACC)、曲线下面积(AUC)、精确-召回曲线下面积(AUPR)、F1 分数和马修斯相关系数(MCC)。研究人员将 MIDTI 与其他十种竞争性方法进行了比较,这些方法包括随机森林、图卷积网络、图注意力网络、MMGCN、GraphCDA 和 DTINet 等。

    MIDTI 在 ACC、AUC 和 AUPR 指标上分别获得了 0.9340、0.9787和 0.9701 的分数,比 MMGCN 和 GraphCDA 的最高分数高出 2.55%、2.31% 和 2.30%。这表明 MIDTI 在预测药物-靶点相互作用方面是最具竞争力的方法之一。在不同正负样本比例的实验中,MIDTI 也表现出了优秀的性能。

    高效且准确,郑州大学团队开发新AI工具识别药物-靶标相互作用

    图示:对 MIDTI 在不同时期学习到的药物目标嵌入进行可视化。(来源:论文)

    研究还展示了 MIDTI 学习到的药物-靶点嵌入的可视化结果,使用 t-SNE 工具将嵌入映射到二维空间。随着训练轮数的增加,正例和反例逐渐被区分开来,这证明了 MIDTI 所学习的嵌入具有良好的区分力和解释性,从而提高了 DTI 预测的准确性。

    MIDTI 的核心贡献在于:

    1. 它提出了一种新的多视角相似网络融合策略,可以在无监督的方式下整合不同相似网络;
    2. 使用深度交互注意力机制,根据已知的 DTI 信息学习药物和靶点的判别性表示;
    3. 大量实验证明 MIDTI 在 DTI 预测任务上优于其他先进的方法。

    总之,MIDTI 是一种高效且准确的药物-靶点相互作用预测方法,其创新点在于利用多视角信息和深度注意力机制来增强预测能力。

    研究人员表示,接下来将从以下两个方面开展工作。首先,利用药物和靶标的其他相关数据源进行嵌入学习。其次,MIDTI 可以应用于其他链接预测问题,例如 miRNA 与疾病关联预测。

    相关报道:https://academic.oup.com/bioinformatics/article/40/6/btae346/7688335

    本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系bd@zhengruan.com
    作者最新文章
    业界资讯 人工智能 理论
    相关文章 更多
    精品专题 更多
    装机必备

    正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

    Windows

    正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

    PDF教程

    正软商城PDF教程频道提供PDF编辑、转换、合并、拆分、压缩及格式处理方法,同时介绍常用PDF软件和工具的使用技巧。

    macOS软件

    正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

    IOS软件

    正软商城iOS软件专区,精选适用于iPhone和iPad的办公、学习、影音、设计、效率及AI应用,提供功能介绍、适用设备、系统要求和正版获取方式等信息。

    AI

    正软商城AI软件专区,汇集AI写作、AI绘画、AI视频、AI办公、AI编程、AI翻译、智能客服和数据分析等人工智能工具,提供功能介绍、适用平台、收费方式及正版购买信息。

    Mac软件 更多
    Aperty macOS版
    Aperty macOS版

    Aperty 是 Skylum 推出的 AI 人像修图软件,支持自然肤质修饰、瑕疵处理、面部与身体调整、预设及批量同步。

    火山引擎 网页版
    火山引擎 网页版

    火山引擎是字节跳动旗下企业级云与AI服务平台。聚焦大模型核心能力,依托字节自研豆包多模态大模型,凭借火山方舟一站式平台,提供模型精调、推理部署、智能应用搭建等全链路服务,结合高性能AI算力,助力各行业快速落地大模型数字化与智能化应用。

    立刻MV 网页版
    立刻MV 网页版

    立刻MV 面向音乐人、内容创作者和品牌团队,帮助用户低成本完成歌曲 MV、歌词视频、AI 分镜、图生视频与最终合成。

    蛙蛙写作 网页版
    蛙蛙写作 网页版

    蛙蛙写作 AI 创作工具,覆盖小说、剧本、文案,一键生成文稿,打通文字转视频全流程,高效解决创作难题。

    讯飞智作 网页版
    讯飞智作 网页版

    讯飞智作是一款基于语音合成技术、虚拟人驱动技术与数字人形象声音构建能力的 AI 数字人音视频创作平台。

    超级简历WonderCV 网页版
    超级简历WonderCV 网页版

    超级简历WonderCV是面向应届生和AI小白的智能求职平台,覆盖简历、面试与职业规划。

    音述AI 网页版
    音述AI 网页版

    音述AI,是一个以“用声音述说故事”为核心的 AI 音乐创作与声音分享社区。

    AionClaw macOS版
    AionClaw macOS版

    AionClaw 是可在桌面端运行的任务型 AI 助手,通过数字专家与技能市场组合办公、创作、数据和开发能力。

    Loomy macOS版
    Loomy macOS版

    Loomy 是科大讯飞推出的桌面 AI 助手,可通过对话、任务与工作目录协助处理办公、内容创作和资料整理。

    AirBuddy 3 macOS版
    AirBuddy 3 macOS版

    AirBuddy 3 是面向 macOS 的蓝牙外设增强工具,可集中查看 AirPods、Beats 与苹果设备电量,提供快速连接、播放控制、电量提醒、桌面小组件和多台 Mac 外设接力等功能。

    AirServer macOS版
    AirServer macOS版

    AirServer macOS版可把 Mac 转换为无线投屏接收端,通过 AirPlay 或 Google Cast 接收手机、平板和电脑画面,并支持多设备同时连接、高清镜像及会话录制,适合家庭娱乐、课堂教学、会议演示和应用展示。

    AnyDesk macOS版
    AnyDesk macOS版

    AnyDesk macOS版是一款适用于远程办公、设备维护和客户支持的远程桌面工具,可连接并操作异地计算机,支持文件传输、无人值守访问、会话权限控制及跨平台协作。

    WINDOWS 更多
    讯飞绘文 网页版
    讯飞绘文 网页版

    讯飞绘文网页版是科大讯飞推出的AI图文创作与内容运营工具,覆盖热点选题、文章生成、稿件校对、智能配图、排版发布和数据复盘等环节,适合自媒体创作者及内容团队在线使用。

    Maya(Autodesk Maya) Windows版
    Maya(Autodesk Maya) Windows版

    Autodesk Maya 是面向影视、电视、动画和游戏行业的专业三维制作软件,集多边形与 NURBS 建模、角色绑定、关键帧和动作捕捉动画、Bifrost 特效模拟、材质开发及 Arnold 渲染于一体,

    Aperty Windows版
    Aperty Windows版

    Aperty 是 Skylum 推出的 AI 人像修图软件,支持自然肤质修饰、瑕疵处理、面部与身体调整、预设及批量同步。

    火山引擎 网页版
    火山引擎 网页版

    火山引擎是字节跳动旗下企业级云与AI服务平台。聚焦大模型核心能力,依托字节自研豆包多模态大模型,凭借火山方舟一站式平台,提供模型精调、推理部署、智能应用搭建等全链路服务,结合高性能AI算力,助力各行业快速落地大模型数字化与智能化应用。

    立刻MV 网页版
    立刻MV 网页版

    立刻MV 面向音乐人、内容创作者和品牌团队,帮助用户低成本完成歌曲 MV、歌词视频、AI 分镜、图生视频与最终合成。

    蛙蛙写作 网页版
    蛙蛙写作 网页版

    蛙蛙写作 AI 创作工具,覆盖小说、剧本、文案,一键生成文稿,打通文字转视频全流程,高效解决创作难题。

    讯飞智作 网页版
    讯飞智作 网页版

    讯飞智作是一款基于语音合成技术、虚拟人驱动技术与数字人形象声音构建能力的 AI 数字人音视频创作平台。

    超级简历WonderCV 网页版
    超级简历WonderCV 网页版

    超级简历WonderCV是面向应届生和AI小白的智能求职平台,覆盖简历、面试与职业规划。

    音述AI 网页版
    音述AI 网页版

    音述AI,是一个以“用声音述说故事”为核心的 AI 音乐创作与声音分享社区。

    AionClaw Windows版
    AionClaw Windows版

    AionClaw 是可在桌面端运行的任务型 AI 助手,通过数字专家与技能市场组合办公、创作、数据和开发能力。

    Loomy Windows版
    Loomy Windows版

    Loomy 是科大讯飞推出的桌面 AI 助手,可通过对话、任务与工作目录协助处理办公、内容创作和资料整理。

    AirServer Windows版
    AirServer Windows版

    AirServer Windows版可把电脑变成AirPlay、Google Cast和Miracast无线投屏接收端,适合会议演示、课堂教学及家庭大屏分享。发送设备通常无需另装客户端,并可同时接收和智能排列多个镜像会话。