AptaDiff:基于扩散模型的aptamer的新设计和优化
Zhen Wang1,2, Ziqi Liu1,3, Wei Zhang1
1Hangzhou Institute of Medicine, Chinese Academy of Sciences, Hangzhou, 310018 Zhejiang, China.
Briefings in bioinformatics
|October 21, 2024
概括
AptaDiff是一种新的计算方法,使用扩散模型设计和优化aptamers,克服传统体外选择的局限性. 这加快了对分子标的高亲和度体的发现.
科学领域:
- 计算生物学 计算生物学
- 生物技术是生物技术.
- 生物信息学是一种生物信息学.
背景情况:
- 亚胺是核酸连接体,对目标分子具有很高的亲和力和特异性.
- 像SELEX这样的传统的aptamer发现方法受到图书馆大小和测序能力的限制.
- 现有的方法只捕获理论序列空间的一小部分,限制了aptamer发现.
研究的目的:
- 介绍AptaDiff,这是基于扩散模型的第一个in silico aptamer设计和优化方法.
- 为了产生超越高通量测序数据的限制的aptamers.
- 通过引导生成过程来优化阿普坦酶亲和力.
主要方法:
- AptaDiff使用扩散模型进行in silico aptamer设计和优化.
- 采用来自变化自编码器的依赖于动机的潜伏嵌入.
- 通过贝叶斯优化结合了亲和导向的aptamer生成.
主要成果:
- 在四个数据集中,AptaDiff在aptamer质量和忠实性方面表现出了对现有方法的优越性.
- 经验证的阿普坦体显示,结合亲和力显著增加 (87.9%和60.2%的RU提升),解离常数降低 (3.6倍和2.4倍的KD降低).
- 与SELEX衍生候选物相比,优化的体表现出增强的结合亲和力.
结论:
- AptaDiff有效地设计和优化超越传统实验约束的aptamers.
- 这种方法加快了发现高亲和度体的速度.
- AptaDiff代表了在计算上的aptamer发现的重大进步.


