CLADES - Aprendizaje Contrastivo Aumentado para el Empalme Diferencial con Pares Positivos Ortólogos

Área de la Ciencia:

• Genómica
• Biología Computacional
• Biología Molecular

Sus antecedentes:

• El empalme alternativo (AS) genera diversos transcritos y proteínas, pero la predicción del empalme específico del contexto sigue siendo un desafío debido a datos limitados y variabilidad experimental.
• La comprensión de los mecanismos reguladores basados en secuencias que rigen el AS es crucial para descifrar la complejidad celular.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método robusto para aprender mapeos de secuencia a empalme utilizando la conservación evolutiva.
• Mejorar la predicción de eventos de empalme diferencial (Δψ) en varios contextos biológicos.

Principales métodos:

• Se propuso un marco de aprendizaje de representación contrastiva que aprovecha las secuencias ortólogas evolutivas como pares positivos.
• Se utilizó un objetivo discriminatorio para alinear las incrustaciones de equivalentes reguladores y enfatizar las señales conservadas.
• Se ajustó una cabeza supervisada para predecir Δψ y se desarrolló un marco de clasificación interpretable consciente de los empalmes de motivos.

Principales resultados:

• El preentrenamiento contrastivo mejoró significativamente la predicción de los cambios de inclusión de exones (Δψ).
• Se logró un sólido rendimiento en la clasificación de los cambios de empalme (AUPRC/AUROC) y resultados competitivos de regresión (RMSE, Spearman) en diversos puntos de referencia.
• Se demostró la interpretabilidad biológica de las representaciones aprendidas a través de la conciencia de los empalmes de motivos.

Conclusiones:

• El aprendizaje contrastivo guiado por la evolución proporciona un enfoque eficaz y biológicamente principista para la predicción de empalmes resuelta por contexto.
• El método desarrollado mejora la comprensión de la regulación basada en secuencias en el empalme alternativo.
• Este marco ofrece una herramienta poderosa para analizar el empalme diferencial en tejidos y tipos de células.