論文の概要: Multi-objective Genetic Programming with Multi-view Multi-level Feature for Enhanced Protein Secondary Structure Prediction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.12293v1
- Date: Wed, 11 Mar 2026 09:32:27 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-16 17:38:11.683675
- Title: Multi-objective Genetic Programming with Multi-view Multi-level Feature for Enhanced Protein Secondary Structure Prediction
- Title(参考訳): タンパク質二次構造予測のための多視点多段階特徴を用いた多目的遺伝的プログラミング
- Authors: Yining Qian, Lijie Su, Meiling Xu, Xianpeng Wang,
- Abstract要約: タンパク質の二次構造を予測することは、タンパク質の機能を理解し、薬物発見を促進するのに不可欠である。
自動最適化タスクとしてPSSPを再構成する多目的遺伝的プログラミングフレームワークMOGP-MMFを提案する。
我々はMOGP-MMFが最先端の手法、特にQ8の精度と構造的整合性を超越していることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.3355709221955148
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Predicting protein secondary structure is essential for understanding protein function and advancing drug discovery. However, the intricate sequence-structure relationship poses significant challenges for accurate modeling. To address these, we propose MOGP-MMF, a multi-objective genetic programming framework that reformulates PSSP as an automated optimization task focused on feature selection and fusion. Specifically, MOGP-MMF introduces a multi-view multi-level representation strategy that integrates evolutionary, semantic, and newly introduced structural views to capture the comprehensive protein folding logic. Leveraging an enriched operator set, the framework evolves both linear and nonlinear fusion functions, effectively capturing high-order feature interactions while reducing fusion complexity. To resolve the accuracy-complexity trade-off, an improved multi-objective GP algorithm is developed, incorporating a knowledge transfer mechanism that utilizes prior evolutionary experience to guide the population toward global optima. Extensive experiments across seven benchmark datasets demonstrate that MOGP-MMF surpasses state-of-the-art methods, particularly in Q8 accuracy and structural integrity. Furthermore, MOGP-MMF generates a diverse set of non-dominated solutions, offering flexible model selection schemes for various practical application scenarios. The source code is available on GitHub: https://github.com/qian-ann/MOGP-MMF/tree/main.
- Abstract(参考訳): タンパク質の二次構造を予測することは、タンパク質の機能を理解し、薬物発見を促進するのに不可欠である。
しかし、複雑なシーケンス構造の関係は、正確なモデリングに重大な課題をもたらす。
そこで我々は,PSSPを特徴選択と融合に着目した自動最適化タスクとして再構成する多目的遺伝的プログラミングフレームワークMOGP-MMFを提案する。
具体的には、MOGP-MMFは、進化的、意味的、そして新しく導入された構造的ビューを統合し、包括的なタンパク質の折り畳みロジックをキャプチャするマルチビューのマルチレベル表現戦略を導入する。
リッチな演算子セットを利用することで、このフレームワークは線形と非線形の融合関数の両方を進化させ、融合複雑性を低減しつつ高次特徴相互作用を効果的にキャプチャする。
精度・複雑さのトレードオフを解決するため,従来の進化的経験を生かした知識伝達機構を取り入れた改良された多目的GPアルゴリズムを開発した。
7つのベンチマークデータセットにわたる大規模な実験は、MOGP-MMFが最先端の手法、特にQ8の精度と構造的整合性を上回ることを示した。
さらに、MOGP-MMFは、様々な実用的なアプリケーションシナリオに対して柔軟なモデル選択スキームを提供する、さまざまな非支配的なソリューション群を生成する。
ソースコードはGitHubで入手できる。 https://github.com/qian-ann/MOGP-MMF/tree/main。
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