Interpreting neural networks for biological sequences by learning stochastic masks

计算机科学 突出 人工智能 人工神经网络 特征(语言学) 深度学习 序列(生物学) 机器学习 生物 遗传学 哲学 语言学
作者
Johannes Linder,Alyssa La Fleur,Zibo Chen,Ajasja Ljubetič,David Baker,Sreeram Kannan,Georg Seelig
出处
期刊:Nature Machine Intelligence [Nature Portfolio]
卷期号:4 (1): 41-54 被引量:23
标识
DOI:10.1038/s42256-021-00428-6
摘要

Sequence-based neural networks can learn to make accurate predictions from large biological datasets, but model interpretation remains challenging. Many existing feature attribution methods are optimized for continuous rather than discrete input patterns and assess individual feature importance in isolation, making them ill-suited for interpreting non-linear interactions in molecular sequences. Building on work in computer vision and natural language processing, we developed an approach based on deep learning - Scrambler networks - wherein the most salient sequence positions are identified with learned input masks. Scramblers learn to predict Position-Specific Scoring Matrices (PSSMs) where unimportant nucleotides or residues are scrambled by raising their entropy. We apply Scramblers to interpret the effects of genetic variants, uncover non-linear interactions between cis-regulatory elements, explain binding specificity for protein-protein interactions, and identify structural determinants of de novo designed proteins. We show that Scramblers enable efficient attribution across large datasets and result in high-quality explanations, often outperforming state-of-the-art methods.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
Orange应助maplesirup采纳,获得10
刚刚
qsy完成签到,获得积分10
刚刚
kxuehen发布了新的文献求助10
1秒前
温酒筚篥完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
大个应助小W爱吃梨采纳,获得10
2秒前
3秒前
4秒前
Hello应助少年游采纳,获得10
4秒前
4秒前
慕青应助fengcosky采纳,获得10
6秒前
chen完成签到,获得积分10
6秒前
小合发布了新的文献求助10
7秒前
陈zizi完成签到,获得积分10
7秒前
wulififi完成签到,获得积分10
7秒前
CDKSEVEN发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
xunoverflow发布了新的文献求助10
8秒前
充电宝应助axl采纳,获得10
9秒前
共享精神应助qq采纳,获得10
9秒前
温婉的香水完成签到 ,获得积分10
11秒前
juncguo完成签到,获得积分10
11秒前
zfh1341完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
melody完成签到,获得积分10
12秒前
HSJ关闭了HSJ文献求助
13秒前
13秒前
科研通AI5应助凶狠的盼柳采纳,获得10
13秒前
一往而深发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
牛油果完成签到,获得积分10
14秒前
666完成签到,获得积分10
15秒前
大个应助赵振辉采纳,获得10
16秒前
xwbo0907发布了新的文献求助10
16秒前
布袋发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
星辰大海应助坚定背包采纳,获得30
17秒前
<・)))><<完成签到,获得积分10
18秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
CRC Handbook of Chemistry and Physics 104th edition 1000
Gay and Lesbian Asia 1000
Density Functional Theory: A Practical Introduction, 2nd Edition 840
J'AI COMBATTU POUR MAO // ANNA WANG 660
Izeltabart tapatansine - AdisInsight 600
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3759125
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3302180
关于积分的说明 10121269
捐赠科研通 3016580
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1656512
邀请新用户注册赠送积分活动 790521
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 753886