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Accès ouvert déclaré 2025 conference-paper

Ctrl-DNA: Controllable Cell-Type-Specific Regulatory DNA Design via Constrained RL

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Rattachement africain : cn, ca, us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Designing regulatory DNA sequences that achieve precise cell-type-specific gene expression is crucial for advancements in synthetic biology, gene therapy and precision medicine. Although transformer-based language models (LMs) can effectively capture patterns in regulatory DNA, their generative approaches often struggle to produce novel sequences with reliable cell-specific activity. Here, we introduce Ctrl-DNA, a novel constrained reinforcement learning (RL) framework tailored for designing regulatory DNA sequences with controllable cell-type specificity. By formulating regulatory sequence design as a biologically informed constrained optimization problem, we apply RL to autoregressive genomic LMs, enabling the models to iteratively refine sequences that maximize regulatory activity in targeted cell types while constraining off-target effects. Our evaluation on human promoters and enhancers demonstrates that Ctrl-DNA consistently outperforms existing generative and RL-based approaches, generating high-fitness regulatory sequences and achieving state-of-the-art cell-type specificity. Moreover, Ctrl-DNA-generated sequences capture key cell-type-specific transcription factor binding sites (TFBS), short DNA motifs recognized by regulatory proteins that control gene expression, demonstrating the biological plausibility of the generated sequences.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Ctrl-DNA: Controllable Cell-Type-Specific Regulatory DNA Design via Constrained RL
Date Crossref
01/01/2025
Éditeur
Neural Information Processing Systems Foundation, Inc. (NeurIPS)
Type
proceedings-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

DNA and Biological ComputingModular Robots and Swarm IntelligenceEvolutionary Algorithms and Applications

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