BBERT 用 AI 识别土壤样本中隐藏的细菌 DNA
希伯来大学等机构的研究人员开发出 BBERT,可在短至 100 个碱基的 DNA 片段中识别细菌序列,在基准测试中区分细菌与非细菌 DNA 的准确率约为 90%。该模型基于 BERT 学习核苷酸序列上下文,识别蛋白编码片段的准确率约为 88%、判断阅读框约为 96%。在模拟混合样本中,先用 BBERT 过滤使平均组装时间从约 66 小时降至 25 小时,并保留约 96% 的平均细菌基因组覆盖度。
理研究所的 Amir Erez 博士和植物与环境科学系的 Omri M. Finkel 博士领导。Dmitry Alekhin、Moshe Alon 和 Tomer Sidi 同等贡献,海法大学和农业研究组织沃尔卡尼研究所的同事也参与了研究。 鸟枪法宏基因组学对从整个群落而非单个分离生物中采集的 DNA 进行测序。在土壤中,这意味着混合来自细菌、真菌、植物和其他生命形式的遗传片段。研究人员随后需要确定这些片段来自何处,以及它们携带什么生物学信息。 基于参考的工具将读段与已知序列进行比较。当存在密切匹配时这很有用,但不完整的数据库会使许多读段无法分类。由此产生的微生物“暗物质”可能掩盖群落的组成及其执行的功能。 BBERT 解决的是一个更早的分拣问题:一个片段看起来像细菌吗?这是比命名物种更宽泛的分类。识别细菌序列模式可以帮助研究人员决定哪些读段应进入后续分析,即使没有可用的密切参考匹配。 论文描述了一种基于 BERT 的模型,它学习核苷酸序列内的上下文。其分词器表示单个 DNA 碱基,包括一个模糊碱基符号。在预训练期间,模型学习从周围序列信息中恢复被掩码的碱基,这是对语言 AI 中使用
匹配字段正文