Usando Alineación de Secuencias de Atribución para Interpretar Modelos de Aprendizaje Profundo para la Predicción de Sitios de Unión de miRNA
Autores: Greová, Katarína; Vaculík, Ondej; Alexiou, Panagiotis
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Usando Alineación de Secuencias de Atribución para Interpretar Modelos de Aprendizaje Profundo para la Predicción de Sitios de Unión de miRNA
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Biología
Palabras clave
MicroARNs
Regulación
Predicción de objetivos
Aprendizaje profundo
Técnica de interpretación
Red neuronal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Los microARNs (miARNs) son pequeñas ARN no codificantes que desempeñan un papel central en la regulación post-transcripcional de los procesos biológicos. Los miARNs regulan los transcritos a través de la unión directa que involucra a la familia de proteínas Argonaute. Las reglas exactas de unión no se conocen, y hasta la fecha se han desarrollado varios métodos de predicción de objetivos de miARN in silico. El aprendizaje profundo ha revolucionado recientemente la predicción de objetivos de miARN. Sin embargo, el mayor poder predictivo viene acompañado de una disminución en la capacidad de interpretar modelos cada vez más complejos. Aquí, presentamos una nueva técnica de interpretación, llamada alineación de secuencias de atribución, para modelos de predicción de sitios de unión de miARN que puede interpretar tales modelos de aprendizaje profundo en una representación bidimensional de miARN y secuencias de objetivos putativos. Nuestro método produce una representación visual legible por humanos de las interacciones miARN:objetivo y puede usarse como un proxy para la interpretación adicional de conceptos biológicos aprendidos por la red neuronal. Demostramos aplicaciones de este método en la agrupación de datos experimentales en clases de unión, así como el uso del método para reducir los sitios de unión de miARN predichos en largas secuencias de transcritos. Es importante destacar que el método presentado funciona con cualquier modelo de red neuronal entrenado en una representación bidimensional de interacciones y puede extenderse fácilmente a otros dominios, como interacciones proteína-proteína.
Descripción
Los microARNs (miARNs) son pequeñas ARN no codificantes que desempeñan un papel central en la regulación post-transcripcional de los procesos biológicos. Los miARNs regulan los transcritos a través de la unión directa que involucra a la familia de proteínas Argonaute. Las reglas exactas de unión no se conocen, y hasta la fecha se han desarrollado varios métodos de predicción de objetivos de miARN in silico. El aprendizaje profundo ha revolucionado recientemente la predicción de objetivos de miARN. Sin embargo, el mayor poder predictivo viene acompañado de una disminución en la capacidad de interpretar modelos cada vez más complejos. Aquí, presentamos una nueva técnica de interpretación, llamada alineación de secuencias de atribución, para modelos de predicción de sitios de unión de miARN que puede interpretar tales modelos de aprendizaje profundo en una representación bidimensional de miARN y secuencias de objetivos putativos. Nuestro método produce una representación visual legible por humanos de las interacciones miARN:objetivo y puede usarse como un proxy para la interpretación adicional de conceptos biológicos aprendidos por la red neuronal. Demostramos aplicaciones de este método en la agrupación de datos experimentales en clases de unión, así como el uso del método para reducir los sitios de unión de miARN predichos en largas secuencias de transcritos. Es importante destacar que el método presentado funciona con cualquier modelo de red neuronal entrenado en una representación bidimensional de interacciones y puede extenderse fácilmente a otros dominios, como interacciones proteína-proteína.