2024-09-06
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分子的3D结构解释了分子如何与生物靶点相互作用,这对于理解药物的有效性和选择性至关重要。目前,虽然以扩散模型(Diffusion Model,DMs)为基础的Stable Diffusion、DALL·E、Sora等文生图、文生视频工具,已是生成式人工智能中与ChatGPT比肩的杀手锏级应用。但是,扩散模型在3D分子生成上却仍效果不尽人意,难以稳定地拟合真实分子结构的概率分布。如何让生成式AI更进一步,拟合3D结构,设计药物分子,加速健康医疗发展?
首先,层次扩散模型 (HierDiff)通过采用粗到细的策略解决生成大分子的质量问题。HierDiff 通过等变的扩散过程生成粗粒度的几何结构,然后通过消息传递过程将其细化为细粒度的片段,保存局部段的有效性而无需依赖自回归建模。
此外,几何流匹配(EquiFM)通过混合概率路径,利用等变建模来稳定概率动态,通过等变最优传输对不同模态的信息进行对齐。这种方法在生成高质量分子结构方面一致性优于现有模型。
为了处理分子几何生成的多模态和噪声敏感性,几何贝叶斯流网络 (GeoBFN)引入了在可微参数空间中的建模。GeoBFN擅长于保持不变的密度建模,并提供可适应的采样策略以平衡效率和质量,在多个基准上实现了最先进的性能。
最后,我们介绍MolCRAFT,这是GeoBFN针对基于结构的药物设计 (SBDD) 的条件版本。MolCRAFT 在连续参数空间中运行,并采用减噪采样策略。它解决了自回归和扩散方法固有的模式崩溃和混合空间问题。MolCRAFT在结合亲和力和 3D 结构稳定性方面表现出色,创下了 Vina Scores 的新纪录,并显著优于现有基准。
这些进步不仅提高了 3D 分子生成的效率和质量,还为更准确和可靠的药物发现过程铺平了道路。
,清华大学智能产业研究院的第二年博士生,导师是马维英教授和周浩教授。之前曾在字节跳动人工智能实验室担任研究员,与周浩教授和李磊教授共同研究深度生成模型及其在结构化数据中的应用。在上海交通大学获得了学士和硕士学位,导师是俞勇教授。当前的研究集中在深度生成模型和科学人工智能(AI4Science)领域,特别关注开发有效且可扩展的机器学习算法,以解决科学发现中的挑战性问题,如蛋白质折叠、分子生成和材料设九游体育科技计等。在ICLR、ICML等会议期刊上以一作发表多篇文章,共发表17篇文章,引用量354次。
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