Explainable multi-task learning for multi-modality biological data analysis

模态(人机交互) 计算机科学 模式 任务(项目管理) 人工智能 机器学习 情态动词 表达式(计算机科学) 数据集成 数据类型 深度学习 数据挖掘 社会学 经济 化学 管理 高分子化学 程序设计语言 社会科学
作者
Xin Tang,Jiawei Zhang,Yichun He,Xinhe Zhang,Zuwan Lin,Sebastian Partarrieu,Emma Bou Hanna,Zhaolin Ren,Hao Shen,Yuhong Yang,Xiao Wang,Na Li,Jie Ding,Jia Liu
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:14 (1) 被引量:29
标识
DOI:10.1038/s41467-023-37477-x
摘要

Current biotechnologies can simultaneously measure multiple high-dimensional modalities (e.g., RNA, DNA accessibility, and protein) from the same cells. A combination of different analytical tasks (e.g., multi-modal integration and cross-modal analysis) is required to comprehensively understand such data, inferring how gene regulation drives biological diversity and functions. However, current analytical methods are designed to perform a single task, only providing a partial picture of the multi-modal data. Here, we present UnitedNet, an explainable multi-task deep neural network capable of integrating different tasks to analyze single-cell multi-modality data. Applied to various multi-modality datasets (e.g., Patch-seq, multiome ATAC + gene expression, and spatial transcriptomics), UnitedNet demonstrates similar or better accuracy in multi-modal integration and cross-modal prediction compared with state-of-the-art methods. Moreover, by dissecting the trained UnitedNet with the explainable machine learning algorithm, we can directly quantify the relationship between gene expression and other modalities with cell-type specificity. UnitedNet is a comprehensive end-to-end framework that could be broadly applicable to single-cell multi-modality biology. This framework has the potential to facilitate the discovery of cell-type-specific regulation kinetics across transcriptomics and other modalities.
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
朱一龙完成签到,获得积分10
1秒前
777qing完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
友人Y完成签到,获得积分10
3秒前
辛艺发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
小猪皮发布了新的文献求助10
4秒前
Raven应助lqy采纳,获得10
4秒前
4秒前
27758完成签到,获得积分10
4秒前
墨点发布了新的文献求助10
4秒前
xue完成签到 ,获得积分10
5秒前
小蘑菇应助卜凡采纳,获得10
5秒前
6秒前
Tian发布了新的文献求助10
6秒前
jou发布了新的文献求助10
7秒前
melody完成签到 ,获得积分10
8秒前
完美世界应助曾经的烨磊采纳,获得10
9秒前
9秒前
落寞怜雪完成签到,获得积分10
10秒前
领导范儿应助封夕采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
薰衣草发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
搜集达人应助LIN采纳,获得10
11秒前
YOLO发布了新的文献求助10
11秒前
完美世界应助胖哥采纳,获得10
12秒前
毛毛发布了新的文献求助10
13秒前
山水之乐发布了新的文献求助10
14秒前
Cupid完成签到,获得积分10
14秒前
FashionBoy应助零点起步采纳,获得10
15秒前
辛艺完成签到,获得积分20
15秒前
华仔应助甘123采纳,获得10
15秒前
16秒前
dfghjkl发布了新的文献求助10
17秒前
rongrongrong完成签到,获得积分10
17秒前
安详的听白完成签到,获得积分10
17秒前
善学以致用应助辛艺采纳,获得10
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
On the Angular Distribution in Nuclear Reactions and Coincidence Measurements 1000
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
A complete Carnosaur Skeleton From Zigong, Sichuan- Yangchuanosaurus Hepingensis 四川自贡一完整肉食龙化石-和平永川龙 600
Le transsexualisme : étude nosographique et médico-légale (en PDF) 500
Elle ou lui ? Histoire des transsexuels en France 500
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
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 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5310786
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4455001
关于积分的说明 13861687
捐赠科研通 4343099
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2384947
邀请新用户注册赠送积分活动 1379413
关于科研通互助平台的介绍 1347721