論文の概要: Optimal Decision Making in High-Throughput Virtual Screening Pipelines
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.11683v1
- Date: Thu, 23 Sep 2021 22:58:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-09-27 14:03:45.626212
- Title: Optimal Decision Making in High-Throughput Virtual Screening Pipelines
- Title(参考訳): 高出力仮想スクリーニングパイプラインにおける最適決定法
- Authors: Hyun-Myung Woo, Xiaoning Qian, Li Tan, Shantenu Jha, Francis J.
Alexander, Edward R. Dougherty, Byung-Jun Yoon
- Abstract要約: 実験および/および計算評価を含むスクリーニングキャンペーンのほとんど(すべてではないとしても)に適用する2つの最適化フレームワークを提案する。
特に、長い非コーディングRNA(lncRNA)分類のための最適な計算キャンペーンを実例として考察する。
シミュレーションの結果,提案手法は候補候補に対する有効選択コストを大幅に削減することが示された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 12.366455276434513
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Effective selection of the potential candidates that meet certain conditions
in a tremendously large search space has been one of the major concerns in many
real-world applications. In addition to the nearly infinitely large search
space, rigorous evaluation of a sample based on the reliable experimental or
computational platform is often prohibitively expensive, making the screening
problem more challenging. In such a case, constructing a high-throughput
screening (HTS) pipeline that pre-sifts the samples expected to be potential
candidates through the efficient earlier stages, results in a significant
amount of savings in resources. However, to the best of our knowledge, despite
many successful applications, no one has studied optimal pipeline design or
optimal pipeline operations. In this study, we propose two optimization
frameworks, applying to most (if not all) screening campaigns involving
experimental or/and computational evaluations, for optimally determining the
screening thresholds of an HTS pipeline. We validate the proposed frameworks on
both analytic and practical scenarios. In particular, we consider the optimal
computational campaign for the long non-coding RNA (lncRNA) classification as a
practical example. To accomplish this, we built the high-throughput virtual
screening (HTVS) pipeline for classifying the lncRNA. The simulation results
demonstrate that the proposed frameworks significantly reduce the effective
selection cost per potential candidate and make the HTS pipelines less
sensitive to their structural variations. In addition to the validation, we
provide insights on constructing a better HTS pipeline based on the simulation
results.
- Abstract(参考訳): 巨大な検索空間で特定の条件を満たす可能性のある候補の効果的な選択は、多くの現実世界アプリケーションにおいて主要な関心事の1つである。
ほぼ無限大の探索空間に加えて、信頼性のある実験や計算プラットフォームに基づくサンプルの厳密な評価は、しばしば高額であり、スクリーニング問題をより困難にしている。
このような場合、効率的な早期段階を通じて潜在的候補となる可能性のあるサンプルをプレシフティングする高スループットスクリーニング(HTS)パイプラインを構築し、リソースの大幅な節約につながる。
しかしながら、私たちの知る限りでは、多くの成功したアプリケーションにもかかわらず、最適なパイプライン設計や最適なパイプライン操作を研究している人はいません。
本研究では,HTSパイプラインのスクリーニング閾値を最適に決定するために,実験および/および計算評価を含むほとんどのスクリーニングキャンペーンに適用する2つの最適化フレームワークを提案する。
分析シナリオと実用シナリオの両方で提案したフレームワークを検証する。
特に、長い非コーディングRNA(lncRNA)分類のための最適な計算キャンペーンを実例として考察する。
そこで我々は,lncRNAを分類するための高スループット仮想スクリーニング(HTVS)パイプラインを構築した。
シミュレーションの結果,提案フレームワークは潜在的な候補に対する有効選択コストを大幅に低減し,HTSパイプラインの構造変化に対する感度を低下させることを示した。
検証に加えて,シミュレーション結果に基づいて,より優れたHTSパイプラインの構築に関する洞察を提供する。
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