科学家使用深度学习研制生物医药

美国伊利诺伊大学香槟分校与加利福尼亚大学洛杉矶分校合作开发了一款新的用于医学研究的机器学习系统。

目前约有1100种已知的可以穿透微生物膜的具有不同序列的抗菌肽(AMP)。为了帮助发现天然抗菌肽序列的“蓝图”,来自美国伊利诺伊大学香槟分校和加州大学洛杉矶分校的研究人员合作开发了一款新型机器学习系统,该系统可基于抗菌肽的物理化学性质发现并设计α-螺旋膜活性肽。

研究人员称,他们在研究中训练了机器学习分类器(支持向量机)识别膜的活性,并通过多肽合成和表征校准识别指标。研究人员使用机器学习方法不仅发现了新的膜活性肽,而且还基于之前定义的函数确定了已知肽的膜活性,这帮助他们在各种形形色色的肽家族中发现了膜活性。

由于将药物导入细胞对许多应用十分重要,研究人员预测这个工具将有广泛的生物医学价值,包括对免疫治疗、降低耐药性发生率的广谱膜活性抗菌肽、设计用于细胞核酸转染的阳离子细胞穿透肽以及治疗肿瘤的抗癌疗法都有应用价值。

研究人员开发了一种新型计算系统,并在加州大学洛杉矶分校完成了系统测试,结果表明抗菌肽的功效与其特异性之间存在差异。

研究人员指出:“不同抗菌肽的核结构通常不同,这类多肽更倾向于短链,多带正电荷并呈中性,通过包含抗菌活性肽和无活性肽的训练集训练机器学习分类器,分类器学习了哪些物理和化学性质能够使肽保持良好膜活性。我们预计分类器将学习区分特定肽序列的抗菌性,但通过预测性实验测试,我们发现它实际上学习了一种更加通用和物理性的规则来基于膜活性区分不同的肽。实际上,在训练集中分类器将膜活性作为抗菌性的物理决定因素,并帮助我们发现其他肽类中的膜活性肽。”

加州大学洛杉矶分校的研究人员表示,他们使用支持向量机作为发现膜活性的有效工具对肽序列空间进行了搜索,发现了新的膜活性肽,这些膜活性肽难以从现有的α-螺旋膜活性肽简单进化而来。

研究人员称,产生的是不同序列分类的肽,预期不仅与已经的抗菌肽具有一样的膜活性,而且除了抗菌活性外还具有许多其他功能,包括神经肽、病毒融合蛋白质类、拓扑基因肽和淀粉样蛋白,如果这些肽的主要功能未被发现,它们可能会被归类为抗菌肽。令人惊讶的是,对于很多作为多功能肽组成部分的天然肽来说,膜活性与抗菌性不共同延伸是十分常见的。”

原文发布于微信公众号 - 人工智能快报(AI_News)

原文发表时间:2016-12-30

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏大数据文摘

迷人又诡异的辛普森悖论:同一个数据集是如何证明两个完全相反的观点的?

在辛普森悖论中,餐馆可以同时比竞争对手更好或更差,锻炼可以降低和增加疾病的风险,同样的数据集能够用于证明两个完全相反的论点。

1053
来自专栏PPV课数据科学社区

五类受自然启发的AI算法

摘要: 本文主要讲解了受自然启发的五类AI算法以及各自的实际用例:神经网络、遗传算法、群集集体智慧、强化学习、人体免疫。 ? 搜索/寻路算法 搜索算法...

3494
来自专栏ATYUN订阅号

AI研究新突破:利用神经网络预测新的化合物

佛罗里达州立大学的一个研究小组开发了一种AI系统,用来识别数十万个假想的晶体结构中的哪一个可以预测新的化合物。

953
来自专栏深度学习与数据挖掘实战

干货|RSNA肺炎检测挑战赛冠军经验分享

      在国际上,肺炎占所有5岁以下儿童死亡的15%以上。2015年,有920,000名5岁以下儿童死于该病。在美国,肺炎占急诊科就诊人数超过50万[1],...

3681
来自专栏量子位

AI为癌细胞杀手“染色”,辅助医生选择治疗方案 | 附论文

白细胞家族里有一种特殊的存在,叫做肿瘤浸润淋巴细胞 (TIL)。当人体内有了肿瘤,它们就会从血液中出发,前往肿瘤所在的地方,并在那里浴血奋战。

734
来自专栏思影科技

脑电时域复杂度可以评估抑郁症的电休克、磁休克疗法的疗效和认知副作用

最近,来自加拿大成瘾与心理健康中心的Faranak Farzan 等人在Brain杂志上发表了一篇文章,通过研究表明脑电信号的时域复杂度可以用来衡量在抑郁症治疗...

2904
来自专栏量子位

李飞飞新论文「AI医生」诊断抑郁症,准确率超过80%,可移植到手机端

我们时有听到名人患抑郁症甚至严重到自杀的消息,却不知周围一些普通人身在病中不知病。

1523
来自专栏新智元

谷歌开源DeepVariant,之前的经典检测基因变异法将被颠覆

来源:research.googleblog.com 编译:马文 【新智元导读】今天,谷歌开源了DeepVariant深度学习模型,这是将基因组中的识别变异(v...

3356
来自专栏人工智能快报

麻省理工研制出硅基人工神经突触

为制造出便携式的“大脑芯片”,麻省理工学院的科研人员用单晶硅成功制作出了人工神经突触,这大大促进了人造硬件的发展。 当谈到处理能力时,人类的大脑是无法被击败的。...

36115
来自专栏AI科技大本营的专栏

AI 行业实践精选:食向量——运用机器智能提高烹饪技能

【AI100 导读】人工智能将人类的思维转化为程序和算法,用计算机的、高速运行能力来提高效率,在一定程度上能替代人的部分功能。如今,随着人工智能的发展,出现了智...

33810

扫码关注云+社区