RNAを標的とする低分子医薬品を予測するAIモデル「RNAsmol」を開発(Professor Zhi John Lu’s team published an AI model, RNAsmol, to predict small-molecule drugs targeting RNA)

ad

2025-08-15 清華大学

清華大学の盧志軍(Zhi John Lu)教授らの研究チームは、RNAを標的とする低分子創薬のためのAI予測モデル RNAsmol を開発し、Nature Computational Science に発表した。従来の創薬はタンパク質の立体構造に依存するが、RNAは構造情報が乏しく、計算予測が困難だった。RNAsmolはRNA配列を入力とし、データ摂動と拡張手法を組み合わせた深層学習でRNA‐低分子相互作用をスコア化する。グラフ拡散畳み込みと注意機構による特徴融合を用い、既存法に比べAUROCが約8%、未学習データでの性能は約16%向上。構造情報不要のため、疾患関連RNA(lncRNA等)にも適用可能で、仮想スクリーニングで偽リガンドと実リガンドを効率的に判別できる。研究は南昌大学などと共同で実施され、バイエル製薬を含む複数機関から支援を受けた。

RNAを標的とする低分子医薬品を予測するAIモデル「RNAsmol」を開発(Professor Zhi John Lu’s team published an AI model, RNAsmol, to predict small-molecule drugs targeting RNA)
Figure 1. RNAsmol model and overall computational framework

<関連情報>

データ擾乱と拡張モデルを用いたRNA–リガンド相互作用の評価 RNA–ligand interaction scoring via data perturbation and augmentation modeling

Hongli Ma,Letian Gao,Yunfan Jin,Jianwei Ma,Yilan Bai,Xiaofan Liu,Pengfei Bao,Ke Liu,Zhenjiang Zech Xu & Zhi John Lu
Nature Computational Science  Published:24 June 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s43588-025-00820-x

Abstract

Despite recent advances in RNA-targeting drug discovery, the development of data-driven deep learning models remains challenging owing to limited validated RNA–small molecule interaction data and scarce known RNA structures. In this context, we introduce RNAsmol, a sequence-based deep learning framework that incorporates data perturbation with augmentation, graph-based molecular feature representation and attention-based feature fusion modules to predict RNA–small molecule interactions. RNAsmol employs perturbation strategies to balance the bias between the true negative and unknown interaction space, thereby elucidating the intrinsic binding patterns between RNA and small molecules. The resulting model demonstrates accurate predictions of the binding between RNA and small molecules, outperforming other methods in ten-fold cross-validation, unseen evaluation and decoy evaluation. Moreover, we use case studies to visualize molecular binding profiles and the distribution of learned weights, providing interpretable insights into RNAsmol’s predictions. In particular, without requiring structural input, RNAsmol can generate reliable predictions and be adapted to various drug design scenarios.

有機化学・薬学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました