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RNA處理是將DNA遺傳資訊轉化為功能性蛋白質的重要過程,涉及加帽、剪接、聚腺苷酸化等步驟。為了分析RNA及其與RNA結合蛋白的互動,已開發多種生化方法,並結合高通量測序技術。隨著數據增長,計算方法變得關鍵,機器學習和深度學習模型被用來揭示DNA到RNA的轉化規則。本綜述總結了五種重要RNA編碼的生化和計算方法,並探討了挑戰與資源,建議改進相關計算工具。 PubMed DOI


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基因體研究進步快速,高通量测序技術帶來龐大數據,挑戰傳統方法。深度學習在視覺、語音成功,但在基因體學需超越人智。有效深度學習模型需結合任務知識。本文討論不同模型優勢,應用於基因體學,並探討實際開發考量。深度學習在基因體學應用及挑戰,未來研究方向,合作多樣數據、快速迭代是關鍵。 PubMed DOI

細胞進化機制讓蛋白質分布到不同地方,以前認為蛋白質組裝靠生物分子互動,現在發現化學環境也關鍵。研究提出ProtGPS模型,能預測蛋白質位置並產生新序列。ProtGPS可找出影響蛋白質位置的基因突變,有助於發現疾病相關問題。總結,蛋白質序列的化學密碼影響其分佈,不只是折疊密碼重要。 PubMed DOI

單細胞組學技術進步,改變細胞研究。干擾建模探討外部因素影響,利用轉錄因子、信號傳遞。機器學習可預測單細胞數據,但工具和數據增長快,研究人員壓力大。本文總結干擾建模目標、CRISPR等技術,從統計到深度學習方法,討論大型基礎模型、干擾圖、多組學數據集、因果機器學習和挑戰。 PubMed DOI

在分子生物學中,探索分子間的關聯性至關重要,而大型語言模型(LLMs)的出現大幅推進了這一領域。這些模型在自然語言處理和圖像生成上表現優異,能夠從龐大數據集中捕捉複雜關係,成為基礎模型。 目前的數據集涵蓋RNA、DNA、蛋白質序列及單細胞和空間轉錄組,為模型開發提供了豐富基礎。未來,基礎模型的發展將專注於提升可解釋性、整合多組學數據及增強預測能力,對於改進我們對生物系統的理解及治療策略具有巨大潛力。 PubMed DOI

最近機器學習的進展促成了先進預測模型的誕生,能解決計算生物學中的複雜問題,並引發了對可解釋機器學習(IML)的興趣。IML旨在深入了解生物數據與過程,但目前在計算生物學領域中,對有效應用IML的指導仍然不足。本文探討了各種IML方法及評估技術,並指出在生物學應用中面臨的挑戰,強調IML與計算生物學研究者之間合作的重要性,以提升對這些技術的理解與應用。 PubMed DOI

這篇迷你評論總結了2021年在阿聯酋杜拜舉行的IEEE BIBM第三屆年度LncRNA研討會的重點。參與者討論了五個關鍵主題: 1. **lncRNA計算分析的挑戰**:強調分析lncRNA數據的複雜性及需先進工具。 2. **lncRNA與癌症**:探討lncRNA在癌症中的角色,作為診斷和治療的潛在標記。 3. **lncRNA與運動**:分享lncRNA對運動表現和恢復的影響。 4. **lncRNA與COVID-19**:討論lncRNA在COVID-19中的作用及其對免疫反應的影響。 5. **lncRNA在人腦活動中的作用**:檢視lncRNA在神經功能和疾病中的潛力。 整體而言,研討會促進了研究人員的交流,探討lncRNA在多種生物學背景下的角色。 PubMed DOI

順式調控元件(CREs)在基因表達調控中扮演重要角色,因為它們會與轉調控因子互動,影響生物體的功能。ENCODE計畫增進了我們對這些元件的了解,而新技術如大規模平行報導測試則提升了檢測能力。隨著多模態功能基因組數據的發展,我們運用深度學習和大型語言模型來分析CRE的核苷酸序列,這讓我們能更準確預測CRE的活性並設計新元件。了解CRE的運作對基因治療、選擇性育種和微生物合成生物學非常重要。 PubMed DOI

您的研究揭示了自然語言處理(NLP)技術與生物資訊學的潛在交集,特別是在DNA序列方面。您將DNA視為由四種核苷酸組成的語言,並將NLP模型如BERT和GPT-3應用於基因組學。 專注於人類基因序列使數據集更易管理,且循環神經網絡(RNN)在生成DNA序列上表現優於傳統N-gram方法,顯示複雜模型能更好捕捉生物數據的細微差異。 此外,您對詞彙大小對數據需求的影響進行調查,結果顯示較小的詞彙並不一定減少訓練數據需求。整體而言,您的研究為DNA序列生成建模開啟了新方向,可能促進生物資訊學的進步。 PubMed DOI

這篇評論探討了深度學習模型在蛋白質結構生物學中的影響,包括卷積神經網絡、語言模型、去噪擴散模型和圖神經網絡。文章指出,蛋白質可以從序列、圖像或圖形等不同角度分析,並建議使用特定的深度學習技術。內容涵蓋蛋白質結構預測、逆摺疊、蛋白質設計及小分子設計等進展,對實驗結構生物學家及相關領域的研究者來說,都是非常有價值的資源。 PubMed DOI

研究蛋白質-蛋白質相互作用(PPIs)對於理解生物過程非常重要,尤其是在抗體與抗原、酶與抑制劑或促進劑的互動上。近期針對PPIs的研究,特別是與SARS-CoV-2的關聯,推動了疫苗的開發。雖然已有數據庫整理PPI網絡,但文本挖掘方法在新研究或少數物種中顯得尤為重要。比較不同的自然語言處理(NLP)工具後發現,傳統方法真陽性率高但網絡過度連接,機器學習方法則網絡結構相似但真陽性率低,而大型語言模型的表現則介於兩者之間。選擇合適的NLP方法需根據研究需求和文本量。 PubMed DOI