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ハッピーハッピー構造生成まつり’67
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1.
ハッピーハッピー構造生成ま つり’67 2017.07.08 @fmkz___
2.
自己紹介 • kzfm (@fmkz___) –
blog.kzfmix.com – Shizuoka.py(次回未定) • 分子設計と機械学習やってます • 健康のためにPokemon Go再開し ました
3.
4.
AI創薬? • 従来の創薬方法に機械学習(特にDeep Learning)をONしたものに新しい名前を つけたものという理解でだいたいOK • きちんとした定義を見たことはナイ –
ターゲット探索 – ドラッグ・リポジショニング – SBDD,LBDD – 構造生成
5.
AI創薬のすごいところ とりあえずDeep Learningつかっておけば…
6.
Deep Leaning in
Drug Design • 普通のDNN – 普通に機械学習っぽい活性予測 – これは前回のハンズオンでやった • Convolutional Neural Network(CNN) – 構造生成(なんかすごい感ある) – 活性予測 (なんか今のところ精度出てない) • Recurrent Neural Network(RNN) • Long short-term memory(LSTM) – 構造生成(なんかすごい感ある)
7.
今日の話 • Autoencoder を利用してSMILESを発生し てみた •
論文と実装はこちらを参考にした – https://github.com/maxhodak/keras-molecules
8.
Autoencoder • ニューラルネットを使って次元圧縮する https://blog.keras.io/building-autoencoders-in- keras.html
9.
discrete -> continuous https://blog.keras.io/building-autoencoders-in- keras.html
10.
画像から文字列 • SMILES – 化学構造の文字列表現 •
ドラッグライクなSMILES をAutoencoder で圧縮表現してみたら? – https://github.com/maxhodak/keras-molecules
11.
こんな感じ https://github.com/maxhodak/keras- molecules
12.
訓練訓練 • dataはChEMBLの500,000件SMILES • epochは50 –
(minibatch sizeがデフォルトの半分しかのせられ なかったから) • GTX1080でEpoch30まわすのに7-8hoursらし い • 僕のは1050なので4倍くらい遅かった – 速いマシン欲しくなるw
13.
潜在空間に何かが宿る!
14.
Random sampling SMILES SPACE (discreate
space) LATENT SPACE(continuous) https://arxiv.org/pdf/1610.02415.pdf
15.
Interpolation SMILES SPACE (discreate space) LATENT
SPACE(continuous) • gleevecから sitagliptinへのなめ らかな経路
16.
うまくいかない • 同じような文字列しか出ない – sparseだった –
これはデータが足りないってのはわかる • invalidなsmiles出過ぎ – 括弧の対応取れないとか – まぁこれもデータ足りないんだろうなと
17.
ところで、色々いじってて気がつ いた • これってこの中にない文字だと潜在空間 でどうなるの? • Δとか •
新規化合物のSMILESは? • あれあれあれ?
18.
夢破れた
19.
Q. ラブライブ電車のいいところは なんですか? A. Deep
Learningにつ いてアツく語れる
20.
トゥギャッチ風味で <登場人物> fmkzちゃん 会社でDLしたりTwitterでDLしたりするDL pen先輩 fmkzがミスしたときに「コラ~!」と言う先輩
21.
今日のVAEの件なんだけどさーSMILESの文字 列のとこってワンホットベクター使ってんで しょ? だったらClとかまとめておけば分割される心配 なくていいんじゃないの? あと置換基もある程度ワンホットベクターにい れちゃうとか そうなんだけどさー どっちにしろ括弧の対応とれないから invalidなSMILESはでてきちゃうからなー 置換基ワンホットベクターにするならGANみ たいな方向のがいいんじゃないの? 論文でも9割くらいまともなSMILESでるって 書いてたしさー あーたしかに
22.
結局Deep Learningで構造生成ってどこで使え んのかねー まぁでもGANでやるくらいだったらMMPから の変換ルールで構造生成するやつのほう がまともな感じがするしなー んー うーん、構造空間がどうなってるかにも依存 するんじゃないかなー フラグメント空間みたいなのだったらVAEや る価値あるんじゃないかなー 終点着、ここまでラブライブ度0
23.
やってみた感じ • まともな順に – MMPからの変換ルール –
bioisoster RXNみたいな – Brood – VAE, GAN – de novo SBDD • 今のとこtoy toolって感じはする
24.
まとめ • VAEちょっとやってみたけどなかなか使い どころが難しそう • 文字列だけでドラッグデザインとか無理 ありすぎ感はする •
みんなでAI創薬を盛り上げていきましょう
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