scBERT as a large-scale pretrained deep language model for cell type annotation of single-cell RNA-seq data

可解释性 注释 计算机科学 稳健性(进化) 人工智能 过度拟合 数据类型 编码器 机器学习 深度学习 计算生物学 人工神经网络 基因 生物 遗传学 操作系统 程序设计语言
作者
Fan Yang,Wenchuan Wang,Fang Wang,Yuan Fang,Duyu Tang,Junzhou Huang,Hui Lü,Jianhua Yao
出处
期刊:Nature Machine Intelligence [Springer Nature]
卷期号:4 (10): 852-866 被引量:465
标识
DOI:10.1038/s42256-022-00534-z
摘要

Annotating cell types on the basis of single-cell RNA-seq data is a prerequisite for research on disease progress and tumour microenvironments. Here we show that existing annotation methods typically suffer from a lack of curated marker gene lists, improper handling of batch effects and difficulty in leveraging the latent gene–gene interaction information, impairing their generalization and robustness. We developed a pretrained deep neural network-based model, single-cell bidirectional encoder representations from transformers (scBERT), to overcome the challenges. Following BERT’s approach to pretraining and fine-tuning, scBERT attains a general understanding of gene–gene interactions by being pretrained on huge amounts of unlabelled scRNA-seq data; it is then transferred to the cell type annotation task of unseen and user-specific scRNA-seq data for supervised fine-tuning. Extensive and rigorous benchmark studies validated the superior performance of scBERT on cell type annotation, novel cell type discovery, robustness to batch effects and model interpretability. Cell type annotation is a core task for single cell RNA-sequencing, but current bioinformatic tools struggle with some of the underlying challenges, including high dimensionality, data sparsity, batch effects and a lack of labels. In a self-supervised approach, a transformer model called scBERT is pretrained on millions of unlabelled public single cell RNA-seq data and then fine-tuned with a small number of labelled samples for cell annotation tasks.
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
KKKK发布了新的文献求助10
1秒前
changping应助叮叮咚咚采纳,获得10
1秒前
金毛上将完成签到,获得积分10
2秒前
5秒前
chenfeng2163完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
鱼遇完成签到,获得积分10
8秒前
文静的颖完成签到,获得积分10
9秒前
www发布了新的文献求助10
10秒前
拼搏的璇完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
Nancy0818完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
KKKK完成签到,获得积分10
12秒前
14秒前
正好发布了新的文献求助10
15秒前
Vicky发布了新的文献求助10
17秒前
真实的火车完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
19秒前
19秒前
20秒前
谷曼婷发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
拼搏的璇发布了新的文献求助10
22秒前
直率如凡发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
Jasper应助Violet采纳,获得10
23秒前
keKEYANTONG发布了新的文献求助10
24秒前
26秒前
32秒前
33秒前
keKEYANTONG完成签到,获得积分10
34秒前
亲亲发布了新的文献求助10
35秒前
占万声发布了新的文献求助20
35秒前
飞快的雁完成签到 ,获得积分10
35秒前
36秒前
西西发布了新的文献求助10
38秒前
junsizzz完成签到,获得积分10
40秒前
萧寒发布了新的文献求助10
40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
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
微纳米加工技术及其应用 500
Nanoelectronics and Information Technology: Advanced Electronic Materials and Novel Devices 500
Performance optimization of advanced vapor compression systems working with low-GWP refrigerants using numerical and experimental methods 500
Constitutional and Administrative Law 500
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 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 5295803
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4445172
关于积分的说明 13835666
捐赠科研通 4329791
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2376755
邀请新用户注册赠送积分活动 1372067
关于科研通互助平台的介绍 1337408