An Efficient Inference Schema for Gene Regulatory Networks using Directed Graph Neural Networks

基因调控网络 推论 计算机科学 图嵌入 图形 人工智能 理论计算机科学 计算生物学 数据挖掘 基因 生物 基因表达 遗传学
作者
Zhenyu Guo,Wanhong Zhang
标识
DOI:10.23919/ccc58697.2023.10240472
摘要

Inferring gene regulatory networks (GRNs) from gene expression data has remained the computational challenge due to the large-scale number of genes and the complexity of expression data in systems biology, which may often formulate a reconstruction problem among nodes for a topology graph. Graph neural network (GNN) is one of the most promising approaches to reconstructing a GRN by integrating topological neighbor propagation throughout a gene network. This paper proposes an end-to-end gene regulatory directed graph neural network (GRDGNN) schema to infer GRN from scratch using gene expression data in a supervised framework. Specifically, the regulatory relationship of the GRN can be first described as a graph multi-classification problem to distinguish the connection kinds between two nodes for subgraphs. Then, using gene dominant expression features and graph embedding node features, subgraphs consisting of gene node pairs and their neighbor are classified into four classes by a directed GNN model. In addition, a starting network structure constructed with noise from partial information can guide GRN inference through an appropriate integration approach. Finally, we demonstrate the ability of this method using the test data from DREAM5 challenge and the human embryonic stem cells (hESC) and human mature hepatocytes (hHep) datasets. Computational results show that the proposed method displays greater inference performance.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
刚刚
方俊驰完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
2秒前
2秒前
orixero应助onkki采纳,获得10
3秒前
lili完成签到,获得积分10
3秒前
5秒前
6秒前
7秒前
滕雪嘻嘻嘻嘻嘻完成签到,获得积分20
7秒前
Hello应助量无他采纳,获得10
7秒前
雾昂发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
serein完成签到,获得积分10
8秒前
阿钉发布了新的文献求助10
8秒前
llll发布了新的文献求助10
9秒前
leslie发布了新的文献求助30
9秒前
yihaiqin完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
细心雪碧发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
4149发布了新的文献求助10
11秒前
李健的小迷弟应助汝桢采纳,获得10
12秒前
13秒前
13秒前
wyfyq发布了新的文献求助10
14秒前
MOF@COF发布了新的文献求助10
15秒前
鳗鱼小卷完成签到 ,获得积分10
15秒前
阿钉完成签到,获得积分10
16秒前
铀氪锂锂完成签到,获得积分20
16秒前
16秒前
科研通AI5应助程雯慧采纳,获得100
16秒前
16秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
16秒前
科研通AI5应助李牧采纳,获得10
17秒前
17秒前
18秒前
18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
SOFT MATTER SERIES Volume 22 Soft Matter in Foods 1000
Zur lokalen Geoidbestimmung aus terrestrischen Messungen vertikaler Schweregradienten 1000
可见光通信专用集成电路及实时系统 500
Storie e culture della televisione 500
Selected research on camelid physiology and nutrition 500
《2023南京市住宿行业发展报告》 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4876078
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4164674
关于积分的说明 12918763
捐赠科研通 3922183
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2153166
邀请新用户注册赠送积分活动 1171265
关于科研通互助平台的介绍 1075094