通过基因相互作用意识的碎片建模,通过基于GPT的架构,通过转录组受条件的分子生成
Bonil Koo1,2, Bo Kyung Park2, Sun Kim3,4,5,6
1Interdisciplinary Program in Bioinformatics, Seoul National University, Seoul, 08826, Republic of Korea.
Scientific reports
|November 4, 2025
概括
我们开发了GGIFragGPT,这是一种新的AI模型,它使用基因表达数据来设计药物分子. 这种方法将细胞反应与化学结构联系起来,加速以表型驱动的药物发现.
科学领域:
- 计算化学是一种计算化学.
- 基因组学就是基因组学.
- 药物发现 药物发现
背景情况:
- 由表型驱动的药物发现使用细胞反应来指导治疗分子设计.
- 转录组学提供了由于化学刺激导致的基因表达变化的数据,使分子生成和细胞表型之间的联系成为可能.
- 由于复杂的基因相互作用和化学可行性,将转录组数据连接到化学结构生成存在挑战.
研究的目的:
- 开发一种新的生成模型,GGIFragGPT,它将转录组数据与基因相互作用嵌入式集成,用于基于片段的分子生成.
- 通过交叉注意力机制突出显示的生物相关基因来引导分子生成过程.
- 为了产生符合生物背景的化学可行,新和多样化的分子.
主要方法:
- 开发了GGIFragGPT,一个使用自回归变压器架构的生成模型.
- 集成的转录基因扰动概况与生物知情的基因-基因相互作用嵌入.
- 采用交叉注意力机制,将基因相关性与分子生成联系起来.
主要成果:
- GGIFragGPT生成了在化学上可行的,新的,多样化的分子.
- 生成的化合物与转录基因数据显示的生物背景保持一致.
- 基因层次的解释性分析确定了关键的目标基因,验证了模型的生物相关性.
- 案例研究表明产生了可信的抑制剂,例如CDK7.
结论:
- 将生物见解,特别是转录基因数据集成到化学生成过程中,对以表型驱动的药物发现具有前景.
- GGIFragGPT提供了一种新的方法,将基因表达特征与向治疗分子的设计联系起来.
- 这项工作突出了AI在加速基于细胞表型的新药候选者的发现方面的潜力.
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