論文の概要: CryoFM: A Flow-based Foundation Model for Cryo-EM Densities

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.08631v2
• Date: Wed, 04 Dec 2024 06:58:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-05 15:05:27.214291
• Title: CryoFM: A Flow-based Foundation Model for Cryo-EM Densities
• Title（参考訳）: CryoFM:Cryo-EM密度のフローベース基礎モデル
• Authors: Yi Zhou, Yilai Li, Jing Yuan, Quanquan Gu,
• Abstract要約: 生成モデルとして設計された基礎モデルであるCryoFMについて,高品質密度マップの分布を学習する。 フローマッチングに基づいて構築されたCryoFMは、生物分子密度マップの以前の分布を正確に捉えるために訓練されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 50.291974465864364
• License:
• Abstract: Cryo-electron microscopy (cryo-EM) is a powerful technique in structural biology and drug discovery, enabling the study of biomolecules at high resolution. Significant advancements by structural biologists using cryo-EM have led to the production of over 38,626 protein density maps at various resolutions1. However, cryo-EM data processing algorithms have yet to fully benefit from our knowledge of biomolecular density maps, with only a few recent models being data-driven but limited to specific tasks. In this study, we present CryoFM, a foundation model designed as a generative model, learning the distribution of high-quality density maps and generalizing effectively to downstream tasks. Built on flow matching, CryoFM is trained to accurately capture the prior distribution of biomolecular density maps. Furthermore, we introduce a flow posterior sampling method that leverages CRYOFM as a flexible prior for several downstream tasks in cryo-EM and cryo-electron tomography (cryo-ET) without the need for fine-tuning, achieving state-of-the-art performance on most tasks and demonstrating its potential as a foundational model for broader applications in these fields.
• Abstract（参考訳）: クリオ電子顕微鏡(cryo-EM)は構造生物学と薬物発見において強力な技術であり、高分解能で生体分子の研究を可能にする。 構造生物学者によるCryo-EMを用いた重要な進歩により、様々な解像度で38,626以上のタンパク質密度マップが作成されている。 しかし、Cryo-EMデータ処理アルゴリズムは、生体分子密度マップの知識の恩恵を受けていない。 本研究では, 生成モデルとして設計された基礎モデルであるCryoFMについて, 高品質密度マップの分布を学習し, 下流タスクに効果的に一般化する。 フローマッチングに基づいて構築されたCryoFMは、生物分子密度マップの以前の分布を正確に捉えるために訓練されている。 さらに,Cryo-EMおよびCleo-Electronトモグラフィー(cryo-ET)において,Cryo-EMおよびCleo-Electronトモグラフィー(cryo-ET)における複数の下流タスクに対するフレキシブルな先行処理としてCRYOFMを活用するフロー後サンプリング手法を提案する。

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