論文の概要: GyroNovo: Error-Guided Fragment Imputation with Mass-Aware Attention for \textit{De Novo} Peptide Sequencing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.30542v1
- Date: Thu, 24 Sep 2026 20:50:20 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-28 18:27:51.137108
- Title: GyroNovo: Error-Guided Fragment Imputation with Mass-Aware Attention for \textit{De Novo} Peptide Sequencing
- Title(参考訳): GyroNovo: \textit{De Novo} Peptide Sequencingの大量注意によるエラーガイドフラグメントインプテーション
- Abstract要約: 実験的スペクトルはしばしばスパース、ノイズ、不完全であり、情報的bイオンとyイオンの断片は保存されない。
既存の方法は、自己回帰的復号化の前に、遅延空間の計算によって、この欠落した証拠を回収しようとするものである。
2つの主要なコントリビューションを持つフレームワークであるGyroNovoを紹介します。まず、トレーニング中に観察されたデコーダエラーを使用して、インプットの目的に適応し、頻繁なデコードエラーに関連するフラグメントを優先順位付けします。
第2に、回転埋め込みを用いて、スペクトルピーク間の一対の質量差を符号化することにより、自己注意に質量認識誘導バイアスを導入する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 45.68045583846327
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: De novo peptide sequencing from tandem mass spectra is essential for identifying peptides without relying on reference databases. Despite advances in deep learning, accurate sequencing remains challenging because experimental spectra are often sparse, noisy, and incomplete, leaving informative b- and y-ion fragments unobserved. Existing methods attempt to recover this missing evidence via latent-space imputation before autoregressive decoding. However, they typically treat imputation as a fixed reconstruction task, without considering which missing fragments are most relevant to decoder errors. Moreover, existing peak representations do not explicitly model mass differences between peaks, despite their fundamental importance. We introduce GyroNovo, a framework with two main contributions. First, we use decoder errors observed during training to adapt the imputation objective, prioritizing fragments associated with frequent decoding errors. We further use the decoder error distribution to construct easy and hard augmented views of each spectrum, enabling the decoder to learn under varying degrees of spectral corruption and missing-fragment severity. Second, we introduce a mass-aware inductive bias into self-attention by using rotary embeddings to encode pairwise mass differences between spectral peaks. Together, these components align missing-fragment recovery with decoder behavior while explicitly incorporating the mass relationships that underlie peptide fragmentation. At inference time, GyroNovo retains a standard encoder-imputer-decoder architecture and requires neither additional inputs nor auxiliary search procedures. Experiments on NovoBench show gains of about 9 percentage points in peptide-level precision and 7 percentage points in amino-acid-level precision over the state-of-the-art baseline. Code: https://github.com/UBC-NLP/gyronovo.
- Abstract(参考訳): タンデム質量スペクトルからのデノボペプチドの塩基配列は、参照データベースに依存しないペプチドの同定に不可欠である。
深層学習の進歩にもかかわらず、実験スペクトルが希薄でノイズが多く不完全であり、情報的bイオンとyイオンの断片が保存されていないため、正確なシークエンシングは依然として困難である。
既存の方法は、自己回帰的復号化の前に、遅延空間の計算によって、この欠落した証拠を回収しようとするものである。
しかし、それらは典型的には、デコーダエラーに最も関係する断片の欠落を考慮せずに、固定された再構成タスクとして計算を扱います。
さらに、既存のピーク表現は、その基本的な重要性にもかかわらず、ピーク間の質量差を明示的にモデル化していない。
2つの主要なコントリビューションを持つフレームワークであるGyroNovoを紹介します。
まず、トレーニング中に観測されたデコーダエラーを使用して、頻繁にデコーダエラーに関連するフラグメントを優先順位付けする。
さらに、デコーダの誤差分布を用いて、各スペクトルの容易かつハードな拡張ビューを構築することにより、デコーダは、スペクトルの劣化やフラグメントの深刻さの異なる程度で学習することができる。
第2に、回転埋め込みを用いて、スペクトルピーク間の一対の質量差を符号化することにより、自己注意に質量認識誘導バイアスを導入する。
これらの成分は、欠失フラグメントの回復とデコーダの挙動を一致させ、ペプチドの断片化を過小評価する質量関係を明示的に組み込む。
推論時には、GyroNovoは標準的なエンコーダ-インプタ-デコーダアーキテクチャを保持しており、追加の入力も補助的な検索手順も必要としない。
ノボベンチの実験では、ペプチドレベルの精度が9ポイント、アミノ酸レベルの精度が7ポイント向上した。
コード:https://github.com/UBC-NLP/gyronovo
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