/ Модель

Характеристики

Контекст
2 050 токенов
Параметры
491 млн
Лицензия
CC BY-NC-SA 4.0
Архитектура
esm · dense
Опубликована
4 мар 2024

segment_nt

ЭмбеддингиТекст → embedding3 профессии

SegmentNT — модель InstaDeep для разметки геномных последовательностей человека и поиска геномных элементов с точностью до нуклеотида.

140скачиваний за 30 дней9лайковвеса обновлены5 янв 2026

Бенчмарки

Как модель справилась с задачами пользователей ailist и что о ней публикуют открытые лидерборды

Тесты пользователейпока нет

Никто ещё не опубликовал тест этой модели. Соберите бенчмарк из своих задач — результат появится здесь.

  1. Добавьте модель в бенчмарк

    Вместе с другими моделями категории «Эмбеддинги» — сравнение идёт внутри одной категории.

  2. Опишите свои задачи

    Напишите запросы, при необходимости приложите файлы и эталонные ответы.

  3. Запустите и опубликуйте

    Модели ответят на каждую задачу, судья оценит ответы. Опубликованный результат появится на этой странице.

Публичные оценки

Из открытых лидербордов. Сравнивайте результаты одного теста при одинаковых условиях — отсутствие оценки не значит, что модель хуже.

В подключённых источниках результатов для этой модели пока нет.

Что умеет модель

Описание составлено по карточке модели и метаданным Hugging Face

SegmentNT — модель сегментации геномных последовательностей, разработанная InstaDeep. Она определяет расположение 14 типов геномных элементов человека с точностью до отдельного нуклеотида: генов и их частей, сайтов сплайсинга, сигналов polyA, промоторов, энхансеров и участков связывания CTCF.

Модель использует энкодер nucleotide-transformer-v2-500m-multi-species без языковой головы и одномерную U-Net-голову сегментации. В README указано 562 млн параметров; входные последовательности могут достигать 30 тыс. нуклеотидов. Данные обучения охватывают геном человека, а обучение и проверка проводились с выделенными хромосомами для валидации и тестирования.

SegmentNT предназначена для аннотирования геномных последовательностей и анализа расположения геномных и регуляторных элементов. Для использования README указывает на необходимость установить Transformers из исходного кода до следующего выпуска. Модель распространяется по лицензии CC-BY-NC-SA-4.0.

Сценарии применения

  • аннотирование генов и некодирующих РНК в последовательности ДНК
  • определение экзонов, интронов и UTR-областей
  • поиск сайтов-доноров и акцепторов сплайсинга
  • обнаружение промоторов и энхансеров
  • разметка участков связывания CTCF и сигналов polyA

Ограничения

Обучена на геномных данных человека и предсказывает 14 описанных классов элементов; README указывает на входные последовательности длиной до 30 тыс. нуклеотидов. Для использования требуется установка Transformers из исходного кода.

Для каких профессий подходит3

Разделы каталога профессий, в задачах которых используется эта модель

Все профессии

Карточка модели

README от автора на Hugging Face, как он его опубликовал

Открыть на Hugging Face

SegmentNT

SegmentNT is a segmentation model leveraging the Nucleotide Transformer (NT) DNA foundation model to predict the location of several types of genomics elements in a sequence at a single nucleotide resolution. It was trained on 14 different classes of human genomics elements in input sequences up to 30kb. These include gene (protein-coding genes, lncRNAs, 5’UTR, 3’UTR, exon, intron, splice acceptor and donor sites) and regulatory (polyA signal, tissue-invariant and tissue-specific promoters and enhancers, and CTCF-bound sites) elements.

Developed by: InstaDeep

Model Sources

How to use

Until its next release, the transformers library needs to be installed from source with the following command in order to use the models:

pip install --upgrade git+https://github.com/huggingface/transformers.git

A small snippet of code is given here in order to retrieve both logits and embeddings from a dummy DNA sequence.

⚠️ The maximum sequence length is set by default at the training length of 30,000 nucleotides, or 5001 tokens (accounting for the CLS token). However, SegmentNT-multi-species has been shown to generalize up to sequences of 50,000 bp. In case you need to infer on sequences between 30kbp and 50kbp, make sure to change the rescaling_factor of the Rotary Embedding layer in the esm model num_dna_tokens_inference / max_num_tokens_nt where num_dna_tokens_inference is the number of tokens at inference (i.e 6669 for a sequence of 40008 base pairs) and max_num_tokens_nt is the max number of tokens on which the backbone nucleotide-transformer was trained on, i.e 2048.

Open All Collab The ./inference_segment_nt.ipynb can be run in Google Colab by clicking on the icon and shows how to handle inference on sequence lengths require changing the rescaling factor and sequence lengths that do not. One can run the notebook and reproduce Fig.1 and Fig.3 from the SegmentNT paper.

# Load model and tokenizer
from transformers import AutoTokenizer, AutoModel
import torch

tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("InstaDeepAI/segment_nt", trust_remote_code=True)
model = AutoModel.from_pretrained("InstaDeepAI/segment_nt", trust_remote_code=True)

# Choose the length to which the input sequences are padded. By default, the 
# model max length is chosen, but feel free to decrease it as the time taken to 
# obtain the embeddings increases significantly with it.
# The number of DNA tokens (excluding the CLS token prepended) needs to be dividible by
# 2 to the power of the number of downsampling block, i.e 4.
max_length = 12 + 1

assert (max_length - 1) % 4 == 0, (
    "The number of DNA tokens (excluding the CLS token prepended) needs to be dividible by"
     "2 to the power of the number of downsampling block, i.e 4.")

# Create a dummy dna sequence and tokenize it
sequences = ["ATTCCGATTCCGATTCCG", "ATTTCTCTCTCTCTCTGAGATCGATCGATCGAT"]
tokens = tokenizer.batch_encode_plus(sequences, return_tensors="pt", padding="max_length", max_length = max_length)["input_ids"]

# Infer
attention_mask = tokens != tokenizer.pad_token_id
outs = model(
    tokens,
    attention_mask=attention_mask,
    output_hidden_states=True
)

# Obtain the logits over the genomic features
logits = outs.logits.detach()
# Transform them in probabilities
probabilities = torch.nn.functional.softmax(logits, dim=-1)
print(f"Probabilities shape: {probabilities.shape}")

# Get probabilities associated with intron
idx_intron = model.config.features.index("intron")
probabilities_intron = probabilities[:,:,idx_intron]
print(f"Intron probabilities shape: {probabilities_intron.shape}")


Training data

The SegmentNT model was trained on all human chromosomes except for chromosomes 20 and 21, kept as test set, and chromosome 22, used as a validation set. During training, sequences are randomly sampled in the genome with associated annotations. However, we keep the sequences in the validation and test set fixed by using a sliding window of length 30,000 over the chromosomes 20 and 21. The validation set was used to monitor training and for early stopping.

Training procedure

Preprocessing

The DNA sequences are tokenized using the Nucleotide Transformer Tokenizer, which tokenizes sequences as 6-mers tokens as described in the Tokenization section of the associated repository. This tokenizer has a vocabulary size of 4105. The inputs of the model are then of the form:

<CLS> <ACGTGT> <ACGTGC> <ACGGAC> <GACTAG> <TCAGCA>

Training

The model was trained on a DGXH100 node with 8 GPUs on a total of 23B tokens for 3 days. The model was trained on 3kb, 10kb, 20kb and finally 30kb sequences, at each time with an effective batch size of 256 sequences.

Architecture

The model is composed of the nucleotide-transformer-v2-500m-multi-species encoder, from which we removed the language model head and replaced it by a 1-dimensional U-Net segmentation head [4] made of 2 downsampling convolutional blocks and 2 upsampling convolutional blocks. Each of these blocks is made of 2 convolutional layers with 1, 024 and 2, 048 kernels respectively. This additional segmentation head accounts for 53 million parameters, bringing the total number of parameters to 562M.

BibTeX entry and citation info

@article{de2024segmentnt,
  title={SegmentNT: annotating the genome at single-nucleotide resolution with DNA foundation models},
  author={de Almeida, Bernardo P and Dalla-Torre, Hugo and Richard, Guillaume and Blum, Christopher and Hexemer, Lorenz and Gelard, Maxence and Pandey, Priyanka and Laurent, Stefan and Laterre, Alexandre and Lang, Maren and others},
  journal={bioRxiv},
  pages={2024--03},
  year={2024},
  publisher={Cold Spring Harbor Laboratory}
}

Как запустить

На своей GPU в ailist. Цена — по текущим предложениям провайдеров

GPU в ailist

Универсальный рантайм

Можно запустить

Подбираем GPU…

Класс архитектуры
SegmentNT
Ревизия весов
1048ad8

0 моделей