基于基因组基础模型的跨种属抗药性预测
基因组学
2026-03-13 v1
摘要
跨种属抗药性(AMR)预测本质上是一个分布外(OOD) generalizations问题：在一组细菌科系上训练的模型必须传递到可能依赖不同抗性机制的 phylogenetically distinct基因组之间。跨种属，抗药性源于局部水平转移基因 cassette 和 diffuse species-specific基因组背景的混合，这使得成功的传递本质上取决于机制。在严格的种属保留协议下，我们首先建立一个可解释的 k-mer 基线并展示强的种内性能在真正的跨种属评估下会崩溃。这动机了那些保留可传输生物信号而非放大进化树快捷方式的表示层方法。我们调查从Evo-1-8k-base派生的基因组基础模型嵌入，并引入基于激活尺度、各向异性、有效秩和在本机 bfloat16 推断下的跨种子稳定性的诊断工具。这些分析识别了更深层中的稳定性边界，揭示了接近该边界提取的嵌入为下游预测提供了更稳健的表示。为了保持局部抗性信号，我们将每个窗口的嵌入视为有序的多变量信号，并应用MiniRocket来总结多尺度局部激活模式，而不是依赖全局池化。我们的结果表明，聚合策略在跨种属AMR预测中起核心作用，并且保留局部激活模式在抗性机制为局部时显著改进了泛化能力。
引用
@article{arxiv.2603.11141,
title = {Cross-Species Antimicrobial Resistance Prediction from Genomic Foundation Models},
author = {Huilin Tai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.11141},
year = {2026}
}
备注
Master's thesis, Columbia University, Department of Computer Science