Biologia obliczeniowa i AI

Inżynieria białek i symulacje molekularne wspierane AI

X-Tour interesuje się modelami uczenia maszynowego i potokami symulacji molekularnych dla inżynierii białek i badań w biologii obliczeniowej.

1
Selekcja
2
Trening
3
Symulacja
4
Predykcja
Przewiń, aby odkryć więcej

Sekwencje i genomika

Uczenie maszynowe, które szuka wzorców w sekwencjach biologicznych, białkowych i genomowych

Dynamika molekularna

Symulacje pokazujące, jak cząsteczki poruszają się i zmieniają w czasie

Analiza struktury

Narzędzia przewidujące strukturę białka i to, co z niej wynika

Nasze obszary zainteresowań

Predykcja spotyka symulację

Dwa obszary, które nas interesują: uczenie maszynowe dla właściwości białek oraz symulacje molekularne oparte na fizyce.

Modelowanie predykcyjne

ML dla właściwości białek

Uczenie maszynowe zastosowane do właściwości białek: przewidywanie, jak białko się zachowa, na podstawie samej jego sekwencji i struktury. Interesuje nas, czego model potrafi się nauczyć z dobrze przygotowanych danych, jak opisane w literaturze metody radzą sobie na nowych danych i jak uczciwie porównać predykcję z wynikiem z laboratorium.

  • Przewidywanie właściwości na podstawie sekwencji i struktury
  • Uczenie się z dużych zbiorów sekwencji biologicznych
  • Dobrze przygotowane dane i uczciwe porównania
  • Wiedza o tym, kiedy predykcji nie należy ufać
Symulacje molekularne

Symulowanie zachowania cząsteczek

Symulacje molekularne pokazują, jak cząsteczki poruszają się i oddziałują ze sobą, atom po atomie. Interesuje nas, ile taka symulacja potrafi wyjaśnić z tego, co model statystyczny jedynie przewiduje, i ile obliczeń to kosztuje.

  • Jak cząsteczki poruszają się i zmieniają swoją strukturę
  • Jak dotrzeć do zjawisk, które zachodzą rzadko
  • Fizyka, na której opiera się symulacja
  • Jak silnie cząsteczki wiążą się ze sobą
Technologia

Potok obliczeniowy, który nas interesuje

Przepływ pracy od surowych danych biologicznych do zwalidowanych predykcji, łączący ML i symulacje oparte na fizyce.

1

Kuracja danych

Sekwencje, struktury i wyniki pomiarów zbierane z publicznych baz danych i od partnerów, a potem starannie sprawdzane pod kątem jakości.

2

Rozwój modelu

Modele uczone na danych z konkretnej dziedziny biologii, sprawdzane na danych, których wcześniej nie widziały.

3

Symulacja i walidacja

Symulacja pozwala niezależnie sprawdzić od strony fizyki to, co przewiduje model. Predykcje porównywane z wynikami z laboratorium.

4

Wdrożenie

Gotowe narzędzia i symulacje, z których da się korzystać przez API albo wpiąć je w istniejący sposób pracy zespołu badawczego.

Nasze podejście

Gdzie ML spotyka biofizykę

Zaczynamy od biologii, nie od algorytmu. Niezależnie od tego, czy chodzi o model predykcyjny, czy o symulację w skali mikrosekund, każda decyzja powinna być osadzona w leżącej u podstaw biofizyce.

01

Napędzani badaniami

Każdy model, który nas interesuje, zaczyna się od biofizyki białek. Studiujemy fizykę leżącą u podstaw i mechanizmy molekularne, zanim rozważymy jakiekolwiek podejście obliczeniowe.

02

Inspirowani fizyką

Zdolności rozpoznawania wzorców uczenia maszynowego połączone z zasadami fizycznymi, które rządzą rzeczywistym zachowaniem cząsteczek. Interesuje nas, czy takie połączenie daje modele generalizujące poza dane treningowe.

03

Z myślą o praktycznym zastosowaniu

Interesują nas narzędzia, które byłyby praktyczne w użyciu: reprodukowalne potoki, dobrze udokumentowane API i systematyczny benchmarking względem wyników eksperymentalnych.

Najnowsze materiały

Badania i perspektywy

Na przecięciu AI, symulacji molekularnych i inżynierii białek.

Articles coming soon.