/ Модель

Характеристики

Контекст
512 токенов
Параметры
6,5 млрд
Размер весов
25,9 ГБ
Лицензия
Apache 2.0
Архитектура
llama · dense
Библиотека
transformers
Опубликована
29 дек 2024

METAGENE-1

Генерация текстаТекст → текст3 профессии

METAGENE-1 — модель для извлечения представлений из метагеномных последовательностей и обнаружения патогенов в задачах бионадзора.

759скачиваний за 30 дней25лайковвеса обновлены5 мар 2025

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 «Текст» — 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

METAGENE-1 — авторегрессионная плотная трансформерная модель семейства Llama с 6,5 млрд параметров, разработанная для анализа метагеномных данных. Её обучили на более чем 1,5 трлн пар оснований ДНК и РНК из образцов сточных вод человека; для последовательностей применяется токенизация BPE. Модель предназначена для бионадзора, мониторинга пандемий и обнаружения патогенов.

Модель принимает последовательности ДНК и РНК и может использоваться для извлечения признаков и представлений, а также для генерации последовательностей. В README заявлены результаты на задачах обнаружения патогенов, zero-shot-бенчмарке Gene-MTEB и классификации геномов GUE. Контекст ограничен 512 токенами; модель особенно ориентирована на короткие метагеномные чтения длиной 100–300 пар оснований. Лицензия — Apache 2.0.

Сценарии применения

  • обнаружение патогенов в метагеномных чтениях
  • мониторинг патогенов по данным сточных вод
  • извлечение признаков из последовательностей ДНК и РНК
  • zero-shot классификация и кластеризация геномных последовательностей
  • классификация геномных последовательностей разных видов

Ограничения

Контекст ограничен 512 токенами, а модель ориентирована на короткие чтения длиной 100–300 пар оснований, поэтому она может быть неподходящей для сложных задач проектирования длинных последовательностей. В README отмечена необходимость учитывать потенциальное применение в синтетической биологии.

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

METAGENE-1

Model Overview

METAGENE-1 is a 7B parameter metagenomic foundation model designed for pandemic monitoring, trained on over 1.5T base pairs of DNA and RNA sequenced from wastewater. It is presented in the paper METAGENE-1: Metagenomic Foundation Model for Pandemic Monitoring.

https://metagene.ai

METAGENE-1 Overview

METAGENE-1 is a 7-billion-parameter autoregressive transformer language model, which we refer to as a metagenomic foundation model, that was trained on a novel corpus of diverse metagenomic DNA and RNA sequences comprising over 1.5 trillion base pairs. This dataset is sourced from a large collection of human wastewater samples, processed and sequenced using deep metagenomic (next-generation) sequencing methods. Unlike genomic models that focus on individual genomes or curated sets of specific species, the aim of METAGENE-1 is to capture the full distribution of genomic information present across the human microbiome. After pretraining, this model is designed to aid in tasks in the areas of biosurveillance, pandemic monitoring, and pathogen detection.

We carry out byte-pair encoding (BPE) tokenization on our dataset, tailored for metagenomic sequences, and then pretrain our model. We detail the pretraining data, tokenization strategy, and model architecture, highlighting the considerations and design choices that enable the effective modeling of metagenomic data, in our technical report.

Usage

import torch
from transformers import AutoTokenizer, AutoModelForCausalLM

# Load the tokenizer and model
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("metagene-ai/METAGENE-1")
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained("metagene-ai/METAGENE-1", torch_dtype=torch.bfloat16, device_map="auto")

# Example input sequence
input_sequence = "TCACCGTTCTACAATCCCAAGCTGGAGTCAAGCTCAACAGGGTCTTC"

# Tokenize the input sequence and remove the [EOS] token for generation
input_tokens = tokenizer.encode(input_sequence, return_tensors="pt", add_special_tokens=False).to(model.device)

# Generate output from the model
generated_tokens = model.generate(input_tokens, max_length=32)

# Decode the generated output and clean up the result
generated_sequence = tokenizer.decode(generated_tokens[0], skip_special_tokens=True)
generated_sequence = generated_sequence.replace(" ", "").replace("_", "")

# Generated output: A Hexamita inflata 5.8S ribosomal RNA gene sequence
print(f"🔬 Generated Sequence:\n{generated_sequence}")
# TCACCGTTCTACAATCCCAAGCTGGAGTCAAGCTCAACAGGGTCTTCTTGCCCCGCTGAGGGTTACACTCGCCCGTTCCCGAGTCTGTGGTTTCGCGAAGATATGACCAGGGACAGTAAGAACC

Benchmark Performance

We evaluate METAGENE-1 across three tasks: pathogen detection, zero-shot embedding benchmarks (Gene-MTEB), and genome understanding (GUE), achieving state-of-the-art performance on most benchmarks. For more details, check out our paper.

Pathogen Detection

The pathogen detection benchmark evaluates METAGENE-1’s ability to classify sequencing reads as human pathogens or non-pathogens across four distinct datasets, each derived from different sequencing deliveries and designed to mimic real-world conditions with limited training data.

DNABERT-2DNABERT-SNT-2.5b-MultiNT-2.5b-1000gMETAGENE-1
Pathogen-Detect (avg.)87.9287.0282.4379.0292.96
Pathogen-Detect-186.7385.4383.8077.5292.14
Pathogen-Detect-286.9085.2383.5380.3890.91
Pathogen-Detect-388.3089.0182.4879.8393.70
Pathogen-Detect-489.7788.4179.9178.3795.10

Gene-MTEB

The Gene-MTEB benchmark evaluates METAGENE-1’s ability to produce high-quality, zero-shot genomic representations through eight classification and eight clustering tasks.

DNABERT-2DNABERT-SNT-2.5b-MultiNT-2.5b-1000gMETAGENE-1
Human-Virus (avg.)0.5640.5700.6750.7100.775
Human-Virus-10.5940.6050.6710.7210.828
Human-Virus-20.5070.5100.6520.6240.742
Human-Virus-30.6060.6120.7580.7400.835
Human-Virus-40.5500.5510.6200.7550.697
HMPD (avg.)0.3970.4030.4490.4510.465
HMPD-single0.2920.2930.2850.2920.297
HMPD-disease0.4800.4860.4980.4890.542
HMPD-sex0.3660.3670.4870.4760.495
HMPD-source0.4510.4650.5230.5450.526
HVR (avg.)0.4790.4790.5460.5240.550
HVR-p2p0.5480.5500.5590.6500.466
HVR-s2s-align0.2430.2410.2660.2930.267
HVR-s2s-small0.3730.3720.3570.3710.467
HVR-s2s-tiny0.7530.7531.0000.7821.000
HMPR (avg.)0.3470.3510.3480.4030.476
HMPR-p2p0.5660.5800.4710.5430.479
HMPR-s2s-align0.1270.1290.1440.2190.140
HMPR-s2s-small0.4190.4210.4430.4590.432
HMPR-s2s-tiny0.2740.2740.3320.3910.855
Global Average0.4750.4790.5250.5450.590

GUE

Next, we evaluate METAGENE-1 on the GUE multi-species classification benchmark proposed in DNABERT-2. This experiment is designed to assess the viability of METAGENE-1 as a general-purpose genome foundation model.

CNNHyenaDNADNABERTNT-2.5B-MultiDNABERT-2METAGENE-1
TF-Mouse (avg.)45.351.057.767.068.071.4
031.135.642.363.356.861.5
159.780.579.183.884.883.7
263.265.369.971.579.383.0
345.554.255.469.466.582.2
427.219.242.047.152.746.6
TF-Human (avg.)50.756.064.462.670.168.3
054.062.368.066.672.068.9
163.267.970.966.676.170.8
245.246.960.558.766.565.9
329.841.853.051.758.558.1
461.561.269.869.377.477.9
EMP (avg.)37.644.949.558.156.066.0
H361.567.274.278.878.380.2
H3K14ac29.732.042.156.252.664.9
H3K36me338.648.348.562.056.966.7
H3K4me126.135.843.055.350.555.3
H3K4me225.825.831.336.531.151.2
H3K4me320.523.128.940.336.358.5
H3K79me346.354.160.164.767.473.0
H3K9ac40.050.850.556.055.665.5
H462.373.778.381.780.782.7
H4ac25.538.438.649.150.461.7
PD (avg.)77.135.084.688.184.282.3
All75.847.490.491.086.886.0
No-TATA85.152.293.694.094.393.7
TATA70.35.369.879.471.667.4
CPD (avg.)62.548.473.071.670.569.9
All58.137.070.970.369.466.4
No-TATA60.135.469.871.668.068.3
TATA69.372.978.273.074.275.1
SSD76.872.784.189.385.087.8
COVID22.223.362.273.071.972.5
Global Win %0.00.07.121.425.046.4

Safety Considerations

METAGENE-1 provides valuable capabilities for biosurveillance and genomic anomaly detection, showing state-of-the-art results on a broad coverage of benchmarks. While its current version poses minimal risk, we carefully weighed its benefits against potential misuse, particularly in synthetic biology, and emphasize the need for stricter safety considerations for future, more capable models.

Purpose and Capabilities: METAGENE-1 is specifically optimized to detect anomalies in short metagenomic reads (100-300 base pairs), making it well-suited for tasks like pathogen detection and biosurveillance. The model’s architectural constraints, such as its 512-token context length, limit its applicability to complex sequence design tasks, reducing misuse risks.

Open Source Impact: We believe the open release of METAGENE-1 will foster research in pathogen detection and biosurveillance by providing a valuable tool for scientists; it will also facilitate interpretability and controllability research in scientific foundation models. However, we emphasize the need for more rigorous safety evaluations before open-sourcing larger or more capable genomic models in the future.

We have included more in-depth discussions on safety considerations in our paper.

Model Details

  • Release Date: Jan 06 2025
  • Model License: Apache 2.0

BibTeX

@article{liu2025metagene,
  title={METAGENE-1: Metagenomic Foundation Model for Pandemic Monitoring},
  author={Liu, Ollie and Jaghouar, Sami and Hagemann, Johannes and Wang, Shangshang and Wiemels, Jason and Kaufman, Jeff and Neiswanger, Willie},
  journal={arXiv preprint arXiv:2501.02045},
  year={2025}
}

Как запустить

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

GPU в ailist

Универсальный рантайм · transformers

Можно запустить

Подбираем GPU…

Класс архитектуры
LlamaForCausalLM
Ревизия весов
ad8a1e0

0 моделей