Predicting aggregate morphology of sequence-defined macromolecules with recurrent neural networks

序列(生物学) 代表(政治) 计算机科学 骨料(复合) 人工神经网络 高分子 人工智能 生物系统 序列空间 机器学习 算法 纳米技术 化学 数学 材料科学 生物 生物化学 巴拿赫空间 政治 政治学 纯数学 法学
作者
Debjyoti Bhattacharya,Devon C. Kleeblatt,Antonia Statt,Wesley F. Reinhart
出处
期刊:Soft Matter [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:18 (27): 5037-5051 被引量:18
标识
DOI:10.1039/d2sm00452f
摘要

Self-assembly of dilute sequence-defined macromolecules is a complex phenomenon in which the local arrangement of chemical moieties can lead to the formation of long-range structure. The dependence of this structure on the sequence necessarily implies that a mapping between the two exists, yet it has been difficult to model so far. Predicting the aggregation behavior of these macromolecules is challenging due to the lack of effective order parameters, a vast design space, inherent variability, and high computational costs associated with currently available simulation techniques. Here, we accurately predict the morphology of aggregates self-assembled from sequence-defined macromolecules using supervised machine learning. We find that regression models with implicit representation learning perform significantly better than those based on engineered features such as k-mer counting, and a recurrent-neural-network-based regressor performs the best out of nine model architectures we tested. Furthermore, we demonstrate the high-throughput screening of monomer sequences using the regression model to identify candidates for self-assembly into selected morphologies. Our strategy is shown to successfully identify multiple suitable sequences in every test we performed, so we hope the insights gained here can be extended to other increasingly complex design scenarios in the future, such as the design of sequences under polydispersity and at varying environmental conditions.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
逗叉发布了新的文献求助10
1秒前
Stardust发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
郑板桥完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
乐乐应助向觅夏采纳,获得10
3秒前
苹果发布了新的文献求助10
4秒前
dyfsj发布了新的文献求助10
5秒前
zyz给zyz的求助进行了留言
8秒前
蓬蓬发布了新的文献求助10
8秒前
JamesPei应助nanakkk采纳,获得10
8秒前
ooo完成签到 ,获得积分10
9秒前
汉堡包应助千层啊采纳,获得10
10秒前
像个间谍完成签到 ,获得积分10
10秒前
于明秀完成签到,获得积分10
10秒前
多情嫣然发布了新的文献求助10
10秒前
wzzznh发布了新的文献求助10
11秒前
柒辞完成签到,获得积分10
12秒前
淡然的夜柳应助伊尔采纳,获得10
12秒前
寒冷天亦完成签到,获得积分10
12秒前
我是老大应助刘壮壮采纳,获得10
13秒前
郑阔发布了新的文献求助10
13秒前
搜集达人应助ivying0209采纳,获得10
14秒前
张晚秋关注了科研通微信公众号
14秒前
14秒前
科研通AI6.1应助yyf采纳,获得10
14秒前
华仔应助All采纳,获得10
14秒前
yybo完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
丰富寒梅完成签到 ,获得积分10
17秒前
打打应助A0228号卫星采纳,获得10
17秒前
脑洞疼应助pinecone采纳,获得10
17秒前
17秒前
包子完成签到,获得积分10
18秒前
传奇3应助huanghuang采纳,获得10
18秒前
19秒前
CipherSage应助北落采纳,获得10
20秒前
阿玮完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
OnlyHarbour发布了新的文献求助10
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6019897
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7615343
关于积分的说明 16163262
捐赠科研通 5167628
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2765714
邀请新用户注册赠送积分活动 1747574
关于科研通互助平台的介绍 1635713