Motivation: Interpretability is not optional in biology: understanding gene regulation requires models whose learned structure can be directly interrogated, not merely accurate predictors whose internals resist mapping onto regulatory relationships. We ask whether an architecture mirroring the central dogma yields attention and gradient maps that recover known regulatory elements and networks in inspectable form. Results: Central Dogma Transformer II (CDT-II) mirrors the central dogma in its architecture -- DNA self-attention, RNA self-attention, and DNA-to-RNA cross-attention -- requiring only genomic embeddings and raw per-cell expression. On K562 CRISPR interference (CRISPRi) data with five genes held out entirely, CDT-II predicts perturbation effects (per-gene mean r = 0.84), recovers the GFI1B regulatory network (6.6-fold enrichment, P = 3.5 x 10^-17), and concentrates cross-attention on ENCODE regulatory elements including CTCF sites (mean 7.67x across 28 target genes, P < 0.001). Gradient attribution predicts consequences of perturbing therapeutic targets (mean r = 0.82). For TFRC, target of the anti-TfR1 antibody PPMX-T003, it identifies erythrocyte-structure, iron-dependent DNA-synthesis and oxidative-stress genes, matching anemia and ferroptosis reported clinically and preclinically -- without clinical data as input. CDT-II acts as an AI microscope, surfacing clinically relevant regulatory structure from perturbation experiments alone. Availability: Source code is available at https://github.com/nobusama/CDT2. Pre-computed embeddings, training data, and model weights are available at https://huggingface.co/datasets/nobusama17/CDT2-data.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

ICML2024|知识感知的强化学习优化的蛋白质定向进化方法
专知会员服务
15+阅读 · 2024年10月18日
【2023新书】医学领域的人工智能革命:GPT-4及以后,282页pdf
综述:基于进化和物理启发建模的计算蛋白设计
专知会员服务
16+阅读 · 2022年9月12日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
赛尔译文 | 基础模型的机遇与风险 (三)
哈工大SCIR
12+阅读 · 2021年10月26日
绝对干货!NLP预训练模型:从transformer到albert
新智元
15+阅读 · 2019年11月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
7+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
7+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
6+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
9+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
10+阅读 · 10月10日
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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员