Machine learning of time-series single-cell drug screening to elucidate HIV latency control mechanisms

时间序列单细胞药物筛选的机器学习阐明 HIV 潜伏期控制机制

基本信息

项目摘要

PROJECT SUMMARY Gene expression dynamics yield a wealth of insight into the underlying structure-function relationships of gene circuitry and the blueprints of disease. This is especially true for viruses whose decision-making is highly dependent on their gene expression dynamics. Time-series gene expression perturbation data elucidates biological causality and is essential to identify biological mechanisms, perform chemical biology analyses, and for the discovery of novel drugs. However, a pipeline to comprehensively and effectively analyze such time-series perturbation data does not exist. In this work, we propose to apply machine learning to unravel the hidden (latent) structure of human immunodeficiency virus (HIV) time- series gene expression when affected by chemical perturbations. This highly interdisciplinary effort includes scientific areas relevant to the mission of the NIH such as biological, clinical, physical, chemical, computational, engineering, and mathematical sciences. The proposed areas of research combine machine learning, virology, systems biology, chemical sciences, single-cell biophysics, and pharmaceutical sciences. The research will train and support two faculty members and two graduate research assistants for the two-year term.
项目摘要 基因表达动力学对基础结构功能关系产生丰富的见识 基因回路和疾病的蓝图。对于决策的病毒尤其如此 高度依赖其基因表达动力学。时间序列基因表达扰动数据 阐明生物因果关系,对于识别生物学机制,进行化学是必不可少的 生物学分析,并发现新型药物。但是,一条综合的管道和 有效分析此类时间序列扰动数据不存在。在这项工作中,我们建议申请 机器学习以阐明人类免疫缺陷病毒(HIV)时间的隐藏(潜在)结构 - 串联基因表达受到化学扰动的影响。这项高度跨学科的努力 包括与NIH的任务相关的科学领域,例如生物,临床,物理, 化学,计算,工程和数学科学。拟议的研究领域 结合机器学习,病毒学,系统生物学,化学科学,单细胞生物物理学和 药科学。这项研究将培训和支持两名教职员工和两名毕业生 两年期的研究助理。

项目成果

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