姚班本科生于《自然·通訊》發(fā)表論文
姚班本科生于《自然·通訊》發(fā)表論文
提出預(yù)測藥物-標(biāo)靶相互作用的機(jī)器學(xué)習(xí)新算法
2017年09月18日 瀏覽次數(shù): 0
?
姚班2012級本科生羅宇男在機(jī)器學(xué)習(xí)與計算生物學(xué)課題組曾堅陽教授指導(dǎo)下開展的關(guān)于大規(guī)模異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中藥物-標(biāo)靶相互作用預(yù)測的論文“A Network Integration Approach for Drug-Target Interaction Prediction and Computational Drug Repositioning from Heterogeneous Information”（《基于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)信息整合的藥物-靶標(biāo)相互作用預(yù)測和藥物的重新定位》）于近日發(fā)表在Nature Communications（《自然·通訊》）雜志上。該工作提出了一套新穎的預(yù)測藥物-標(biāo)靶相互作用的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，預(yù)測并發(fā)現(xiàn)了新的藥物-標(biāo)靶基因相互作用關(guān)系，并且得到了濕實驗驗證。該工作對大規(guī)模生物數(shù)據(jù)整合及預(yù)測、藥物開發(fā)與重新利用具有很大意義。
藥物-標(biāo)靶相互作用預(yù)測是藥物發(fā)現(xiàn)和重定位的關(guān)鍵步驟。大規(guī)模基因組、化學(xué)和藥理數(shù)據(jù)的出現(xiàn)為藥物-標(biāo)靶相互作用預(yù)測提供了新的機(jī)會，但如何系統(tǒng)且高效地整合大規(guī)模異構(gòu)數(shù)據(jù)是當(dāng)前的研究難點。姚班2012級本科生羅宇男在曾堅陽教授指導(dǎo)下，提出了一套全新的藥物-標(biāo)靶相互作用預(yù)測方法，該工作從目前已有的大規(guī)模數(shù)據(jù)庫出發(fā)，構(gòu)建了一個涵蓋描述標(biāo)靶基因、藥物、藥物副作用、疾病等相互作用或者聯(lián)系的大規(guī)模異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。其次，在這個異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了一個基于網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)散的藥物-靶標(biāo)相互作用預(yù)測的機(jī)器學(xué)習(xí)算法。該算法使用特征學(xué)習(xí)算法，用低維表示刻畫了每一個藥物及基因的拓?fù)湫再|(zhì)，從而去除生物數(shù)據(jù)中的噪音，提取出藥物和基因的功能信息，并提升預(yù)測的準(zhǔn)確性。與現(xiàn)有常見的預(yù)測算法的比較，該方法在預(yù)測準(zhǔn)確率上取得了顯著的提高。此外，該方法所預(yù)測的新相互關(guān)系大部分能夠從已知的數(shù)據(jù)庫或者近期文獻(xiàn)中的新結(jié)果獲得證實。曾堅陽研究組進(jìn)一步同清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院的陳立功實驗室進(jìn)行合作，對該方法預(yù)測的且未被之前研究工作所報道的藥物-靶標(biāo)相互作用關(guān)系進(jìn)行實驗驗證。實驗發(fā)現(xiàn)，該方法預(yù)測的存在于Alendronate，Telmisartan和Chlorpropamide這三種藥以及PTGS1和PTGS2這兩種標(biāo)靶基因之間的作用關(guān)系在實驗中確實顯現(xiàn)了相互作用現(xiàn)象。對這些藥物對靶標(biāo)的下游基因表達(dá)的影響的進(jìn)一步分析以及它們對炎癥因子表達(dá)的影響表明上述幾種藥也可能具有抗炎癥的功能。這一發(fā)現(xiàn)對這三個藥物的重新定位及后續(xù)相關(guān)研究具有重要的意義。
《自然·通訊》是《自然》雜志旗下的子刊之一，2016年度影響因子為12.124。該項工作同清華大學(xué)藥學(xué)院陳立功教授實驗室以及美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校Jian Peng教授研究組共同合作完成。該論文的共同第一作者為交叉信息院姚班2012級本科生羅宇男（目前在美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校攻讀博士學(xué)位）、藥學(xué)院博士生趙心彬以及藥學(xué)院2012級本科生周鏡天（目前在美國加州大學(xué)圣地亞哥分校攻讀博士學(xué)位）。論文通訊作者為曾堅陽教授、陳立功教授和Jian Peng教授。研究工作得到國家自然科學(xué)基金和清華大學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)高精尖創(chuàng)新中心的經(jīng)費支持。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-017-00680-8
?
?
?
?
?
版權(quán)與免責(zé)聲明：本網(wǎng)頁的內(nèi)容由收集互聯(lián)網(wǎng)上公開發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享，并不意味著贊同其觀點或證實其真實性，也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如涉及侵權(quán)，請聯(lián)系我們及時修改或刪除。郵箱：sales@allpeptide.com