国产中文字幕不卡在线-国产美女口爆吞精视频-成人亚洲av午夜精品-不卡av网址在线观看

近日，北京理工大學(xué)霍毅欣教授與郭淑元教授團(tuán)隊(duì)在基于生成式機(jī)器學(xué)習(xí)生成物種特異性啟動(dòng)子方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果以“Species-specific design of artificial promoters by transfer-learning based generative deep-learning model”為題發(fā)表在頂級(jí)期刊《Nucleic Acids Research》（影響因子：14.9）。該工作以北京理工大學(xué)為第一通訊單位，博士生夏燕為第一作者，霍毅欣教授與郭淑元教授為共同通訊作者。

啟動(dòng)子是在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)節(jié)基因表達(dá)的關(guān)鍵元件，能夠啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄、調(diào)節(jié)基因表達(dá)，并影響代謝途徑中的代謝流分布。盡管天然啟動(dòng)子已被用于基因調(diào)控，但其缺乏連續(xù)的調(diào)控強(qiáng)度和廣泛的調(diào)控范圍。目前，深度學(xué)習(xí)在蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)、調(diào)控元件生成等領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但是在數(shù)據(jù)集缺乏的條件下還不能生成質(zhì)量較高的調(diào)控元件。為了解決原核生物啟動(dòng)子數(shù)據(jù)量不足的問題，我們基于遷移學(xué)習(xí)的策略，開發(fā)了一系列核苷酸語言模型 PromoGen，用于在數(shù)據(jù)缺乏的條件下從頭生成物種特異性的啟動(dòng)子（圖1）。

圖1 基于核苷酸語言模型的啟動(dòng)子設(shè)計(jì)架構(gòu)

通過位置權(quán)重矩陣、6聚體頻率相關(guān)性和 -10 區(qū)域分布分別對(duì) B. subtilis 的PromoGen-bsu模型生成啟動(dòng)子的能力進(jìn)行分析。并對(duì)PromoGen-bsu生成的啟動(dòng)子進(jìn)行濕實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明72.7%的生成啟動(dòng)子的活性高于天然啟動(dòng)子P_lepA的啟動(dòng)活性的三倍，18%的啟動(dòng)子與天然強(qiáng)啟動(dòng)子活性水平相當(dāng)（圖2）。

圖2 生成啟動(dòng)子在枯草芽胞桿菌中的活性驗(yàn)證

為了證明遷移學(xué)習(xí)策略的有效性，分別使用27個(gè)物種的啟動(dòng)子的數(shù)據(jù)，在PromoGen-pre上對(duì)其進(jìn)行微調(diào)，得到了27個(gè)物種的生成模型。并對(duì)所有的模型進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練和微調(diào)性能評(píng)估，微調(diào)后的32%的模型相關(guān)性超過0.8。此外，我們開發(fā)了一個(gè)在線平臺(tái)（https://promogen1.cloudmol.org/），該平臺(tái)針對(duì)27種原核生物提供了微調(diào)后模型來從頭生成啟動(dòng)子（圖3）。

圖3 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器示意圖

此項(xiàng)工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（Grant No. 2021YFC2100500），國(guó)家自然科學(xué)基金委（Grant No. 32370095, 32371489, 62325202）和唐山市科技計(jì)劃（Grant No. 23130228E）基金的支持。