同源性

       sequence homology (序列同源性)不同的DNA片段或不同的蛋白质在核苷酸序列或氨基酸序列上的相似程度。

       homologous proteins(同源蛋白质):同源蛋白质的氨基酸序列具有明显的相似性,这种相似性称为序列同源性。具有序列同源性的蛋白质称为同源蛋白质,同源蛋白共有的相似序列称为共义序列。   

      Orthologs(直系同源)是指来自于不同物种的由垂直家系(物种形成)进化而来的蛋白,并且典型的保留与原始蛋白有相同的功能。

     旁系同源(Paralogs)是那些在一定物种中的来源于基因复制的蛋白,可能会进化出新的与原来有关的功能。

     Homologous sequences. Orthologs and Paralogs are two types of homologous sequences.

    Orthology describes genes in different species that derive from a common ancestor.Orthologous genes may or may not have the same function.

    Paralogy describes homologous genes within a single species that diverged by gene duplication. 

   

 

 

同源性损失(Homophily Loss)是一种在图神经网络(Graph Neural Networks, GNNs)中广泛应用的损失函数,其核心理念是基于图结构数据中的“同质性”现象,即相连的节点倾向于具有相似的属性或标签。同源性损失通过优化模型,使得图中相邻节点的表示在嵌入空间中更加接近,从而提升图神经网络在节点分类、链接预测和图分类等任务中的性能。 ### 技术解释 在图神经网络中,图结构数据由节点(顶点)和边组成,每个节点通常具有一个特征向量。图神经网络的目标是学习一个映射函数,将每个节点映射到一个低维嵌入空间。同源性损失在此过程中发挥作用,确保相邻节点的嵌入表示在该空间中更加接近。一个常见的实现方式是采用对比损失(Contrastive Loss)或三元组损失(Triplet Loss)的形式,分别优化正样本对(相邻节点)的距离最小化和负样本对(非相邻节点)的距离最大化。 例如,在图节点分类任务中,若两个节点在图中直接相连,则它们的标签很可能相同或相似。同源性损失通过最小化这两个节点的嵌入向量之间的欧氏距离来实现这一目标[^1]。类似地,在图表示学习中,同源性损失可以与图卷积网络(GCN)或图注意力网络(GAT)结合,以增强模型对图结构信息的捕捉能力。 ### 应用场景 同源性损失广泛应用于以下技术领域: - **社交网络分析**:在社交网络中,用户之间的连接往往反映了相似的兴趣、行为或社交关系。通过引入同源性损失,图神经网络可以更准确地识别社区结构、预测用户兴趣或进行影响力传播建模。 - **推荐系统**:在基于图的推荐系统中,用户和商品可以构成异构图。同源性损失有助于学习用户和商品的嵌入表示,使得具有相似偏好或属性的用户或商品在嵌入空间中更接近,从而提升推荐精度。 - **生物信息学**:在蛋白质相互作用网络或基因调控网络中,同源性损失可用于预测蛋白质功能或识别基因调控关系。通过确保功能相似的蛋白质或调控关系相近的基因在嵌入空间中靠近,提升预测准确性。 - **自然语言处理**:在知识图谱或文本图结构建模中,同源性损失可用于增强图神经网络对语义关系的理解。例如,在实体识别和关系抽取任务中,它有助于保持语义相似的实体或关系在嵌入空间中的邻近性。 ### 示例代码 以下是一个使用 PyTorch 和 PyTorch Geometric 实现图神经网络并引入同源性损失的简单示例: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.nn.functional as F from torch_geometric.nn import GCNConv class GNNWithHomophilyLoss(nn.Module): def __init__(self, num_features, hidden_dim, embedding_dim): super(GNNWithHomophilyLoss, self).__init__() self.conv1 = GCNConv(num_features, hidden_dim) self.conv2 = GCNConv(hidden_dim, embedding_dim) def forward(self, data): x, edge_index = data.x, data.edge_index x = self.conv1(x, edge_index) x = F.relu(x) x = self.conv2(x, edge_index) return x def homophily_loss(embeddings, edge_index, margin=1.0): # 提取正样本对(相连节点) src, dst = edge_index pos_embeddings = embeddings[src] pos_neighbors = embeddings[dst] pos_distance = torch.norm(pos_embeddings - pos_neighbors, dim=1) # 随机采样负样本对(非相连节点) num_nodes = embeddings.size(0) neg_indices = torch.randint(0, num_nodes, (edge_index.size(1),)) neg_embeddings = embeddings[src] neg_neighbors = embeddings[neg_indices] neg_distance = torch.norm(neg_embeddings - neg_neighbors, dim=1) # 对比损失 loss = torch.relu(pos_distance - neg_distance + margin).mean() return loss # 假设 data 是一个 PyG 的 Data 对象 model = GNNWithHomophilyLoss(num_features=64, hidden_dim=128, embedding_dim=32) optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=0.01) for epoch in range(100): model.train() optimizer.zero_grad() embeddings = model(data) loss = homophily_loss(embeddings, data.edge_index) loss.backward() optimizer.step() ``` ###
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值