PhageDPO工具的開(kāi)發(fā)

開(kāi)發(fā)了PhageDPO，這是一個(gè)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的計(jì)算框架，專(zhuān)門(mén)用于識(shí)別噬菌體基因組中的DPOs。PhageDPO的開(kāi)發(fā)基于一個(gè)全面的數(shù)據(jù)集，涵蓋了與七個(gè)特定DPO相關(guān)結(jié)構(gòu)域相關(guān)的序列，并結(jié)合了文獻(xiàn)中驗(yàn)證的DPOs。通過(guò)訓(xùn)練支持向量機(jī)（SVM）模型，PhageDPO在測(cè)試中達(dá)到了96%的準(zhǔn)確率、97%的召回率、94%的精確率和96%的F1分?jǐn)?shù)，顯示出其在預(yù)測(cè)噬菌體基因組中的DPOs方面的強(qiáng)大能力。此外，該模型還通過(guò)文獻(xiàn)報(bào)道的案例和本研究新生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行了進(jìn)一步驗(yàn)證，提升了其性能。

圖1. Galaxy 平臺(tái)中 PhageDPO 的圖形界面。

PhageDPO工具的優(yōu)勢(shì)

PhageDPO不僅在預(yù)測(cè)性能上表現(xiàn)出色，還通過(guò)用戶(hù)友好的界面和強(qiáng)大的性能脫穎而出。與現(xiàn)有的其他工具相比，PhageDPO提供了更直觀(guān)的圖形界面，使得即使不經(jīng)常進(jìn)行編程的用戶(hù)也能輕松使用。此外，PhageDPO還集成了Galaxy平臺(tái)的一系列互補(bǔ)工具，如PhagePromoter、PhageSNPs、PhageHost和PhageCOAST，進(jìn)一步增強(qiáng)了其功能性和易用性。

PhageDPO的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證PhageDPO的預(yù)測(cè)能力，研究人員對(duì)其進(jìn)行了廣泛的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。他們選擇了已知DPOs的噬菌體基因組和未知DPOs的噬菌體基因組進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果顯示，PhageDPO能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)已知DPOs，并在未知DPOs的噬菌體基因組中成功識(shí)別出潛在的DPOs。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室中的蛋白活性測(cè)試，PhageDPO預(yù)測(cè)的DPOs大多得到了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，這進(jìn)一步證明了其預(yù)測(cè)的可靠性和準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)

1、PhageDPO是首個(gè)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的工具，專(zhuān)門(mén)用于識(shí)別噬菌體DPOs。它不僅能夠識(shí)別降解不同細(xì)菌多糖（如莢膜、脂多糖等）的DPOs，還涵蓋了感染革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽(yáng)性菌的噬菌體，填補(bǔ)了現(xiàn)有工具在這一領(lǐng)域的空白。

2、PhageDPO不僅在預(yù)測(cè)性能上表現(xiàn)出色，還通過(guò)用戶(hù)友好的界面和強(qiáng)大的性能脫穎而出。它集成了Galaxy平臺(tái)的圖形界面，使得即使不熟悉編程的用戶(hù)也能輕松使用。此外，PhageDPO還集成了其他互補(bǔ)工具，如PhagePromoter、PhageSNPs、PhageHost和PhageCOAST，進(jìn)一步增強(qiáng)了其功能性和易用性。

3、與現(xiàn)有的其他工具（如DePP和DepoScope）相比，PhageDPO在多個(gè)方面表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。例如，DePP在預(yù)測(cè)DPOs時(shí)容易產(chǎn)生較多假陽(yáng)性結(jié)果，尤其是在涉及革蘭氏陽(yáng)性菌的噬菌體時(shí)。而DepoScope雖然在某些指標(biāo)上表現(xiàn)出色，但在召回率方面不如PhageDPO。PhageDPO不僅在預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性上優(yōu)于這些工具，還通過(guò)其用戶(hù)友好的界面和強(qiáng)大的功能，使其更適合廣泛的用戶(hù)群體。

未來(lái)展望與應(yīng)用潛力

PhageDPO的開(kāi)發(fā)為噬菌體DPOs的研究和應(yīng)用提供了一個(gè)強(qiáng)大的新工具。它不僅能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)DPOs，還通過(guò)用戶(hù)友好的界面和強(qiáng)大的性能，使得更多的研究人員能夠輕松地將其應(yīng)用于自己的研究中。未來(lái)，隨著更多噬菌體基因組數(shù)據(jù)的積累和分析，PhageDPO有望進(jìn)一步優(yōu)化和擴(kuò)展其功能，為應(yīng)對(duì)全球日益嚴(yán)重的抗生素耐藥性問(wèn)題提供新的解決方案。

參考來(lái)源：Vieira M F, Duarte J, Domingues R, et al. PhageDPO: A machine-learning based computational framework for identifying phage depolymerases[J]. Computers in Biology and Medicine, 2025, 188: 109836.

來(lái)源：微生物安全與健康網(wǎng)，作者~尚玉婷。