Transcription factors (TFs) regulate gene expression through complex and co-operative mechanisms. While many TFs act together, the logic underlying TFs binding and their interactions is not fully understood yet. Most current approaches for TF binding site prediction focus on individual TFs and binary classification tasks, without a full analysis of the possible interactions among various TFs. In this paper we investigate DNA TF binding site recognition as a multi-label classification problem, achieving reliable predictions for multiple TFs on DNA sequences retrieved in public repositories. Our deep learning models are based on Temporal Convolutional Networks (TCNs), which are able to predict multiple TF binding profiles, capturing correlations among TFs andtheir cooperative regulatory mechanisms. Our results suggest that multi-label learning leading to reliable predictive performances can reveal biologically meaningful motifs and co-binding patterns consistent with known TF interactions, while also suggesting novel relationships and cooperation among TFs.


翻译:转录因子通过复杂且协同的机制调控基因表达。尽管许多转录因子共同发挥作用,但其结合与相互作用的逻辑机制尚未被完全阐明。当前大多数转录因子结合位点预测方法聚焦于单个转录因子及二分类任务,未能全面分析不同转录因子间可能存在的相互作用。本文将DNA转录因子结合位点识别构建为多标签分类问题,对公共数据库中获取的DNA序列实现了多转录因子的可靠预测。我们的深度学习模型基于时序卷积网络,能够预测多个转录因子的结合谱,并捕获转录因子间的相关性及其协同调控机制。研究结果表明,多标签学习在实现可靠预测性能的同时,能够揭示具有生物学意义的基序与共结合模式,这些发现既与已知转录因子相互作用一致,也提示了转录因子间可能存在的新型关联与协同机制。

0
下载
关闭预览

相关内容

用于多模态对齐的基础模型表征潜力:一项综述
专知会员服务
18+阅读 · 2025年10月8日
Meta-Transformer:多模态学习的统一框架
专知会员服务
59+阅读 · 2023年7月21日
基于深度学习和传统打分函数的配体构象优化框架
专知会员服务
14+阅读 · 2023年1月9日
【Nature.Mac.Intel】基于DNA调控电路的分子卷积神经网络
专知会员服务
11+阅读 · 2022年8月7日
基于深度学习的多标签生成研究进展
专知会员服务
147+阅读 · 2020年4月25日
多模态视觉语言表征学习研究综述
专知
27+阅读 · 2020年12月3日
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
标签间相关性在多标签分类问题中的应用
人工智能前沿讲习班
23+阅读 · 2019年6月5日
简述多种降维算法
算法与数学之美
11+阅读 · 2018年9月23日
读书报告 | Deep Learning for Extreme Multi-label Text Classification
科技创新与创业
48+阅读 · 2018年1月10日
【推荐】ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年12月17日
GAFT:一个使用 Python 实现的遗传算法框架
Python开发者
10+阅读 · 2017年8月1日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
综述 | OPSD:大语言模型的在线策略自蒸馏
专知会员服务
3+阅读 · 6月1日
帕兰蒂尔Maven:军事人工智能的新纪元
专知会员服务
7+阅读 · 6月1日
超越网格:作战环境对炮兵的影响
专知会员服务
3+阅读 · 5月31日
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
6+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
7+阅读 · 5月30日
相关资讯
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员