Prediction of lipid nanoparticles for mRNA vaccines by the machine learning algorithm

信使核糖核酸 支持向量机 机器学习 化学 计算生物学 虚拟筛选 计算机科学 人工智能 算法 药物发现 生物化学 生物 基因
作者
Wei Wang,Shuo Feng,Zhuyifan Ye,Hanlu Gao,Jinzhong Lin,Defang Ouyang
出处
期刊:Acta Pharmaceutica Sinica B [Elsevier BV]
卷期号:12 (6): 2950-2962 被引量:143
标识
DOI:10.1016/j.apsb.2021.11.021
摘要

Lipid nanoparticle (LNP) is commonly used to deliver mRNA vaccines. Currently, LNP optimization primarily relies on screening ionizable lipids by traditional experiments which consumes intensive cost and time. Current study attempts to apply computational methods to accelerate the LNP development for mRNA vaccines. Firstly, 325 data samples of mRNA vaccine LNP formulations with IgG titer were collected. The machine learning algorithm, lightGBM, was used to build a prediction model with good performance (R2 > 0.87). More importantly, the critical substructures of ionizable lipids in LNPs were identified by the algorithm, which well agreed with published results. The animal experimental results showed that LNP using DLin-MC3-DMA (MC3) as ionizable lipid with an N/P ratio at 6:1 induced higher efficiency in mice than LNP with SM-102, which was consistent with the model prediction. Molecular dynamic modeling further investigated the molecular mechanism of LNPs used in the experiment. The result showed that the lipid molecules aggregated to form LNPs, and mRNA molecules twined around the LNPs. In summary, the machine learning predictive model for LNP-based mRNA vaccines was first developed, validated by experiments, and further integrated with molecular modeling. The prediction model can be used for virtual screening of LNP formulations in the future.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
不想看文献完成签到 ,获得积分10
刚刚
好好好发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
术语完成签到 ,获得积分10
2秒前
不安的紫翠完成签到,获得积分10
2秒前
Belle完成签到,获得积分10
3秒前
,,完成签到,获得积分10
3秒前
害羞的墨镜完成签到,获得积分10
4秒前
xjh完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
清秀的怀蕊完成签到 ,获得积分10
5秒前
任伟超完成签到,获得积分10
6秒前
Jam完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
ppat5012发布了新的文献求助10
8秒前
筷取水饺完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
如意的电脑完成签到 ,获得积分10
11秒前
tsuki完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
李洪杰完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
16秒前
18秒前
sdf完成签到 ,获得积分10
18秒前
健壮的思枫完成签到,获得积分10
18秒前
jnm123完成签到,获得积分10
20秒前
upup完成签到 ,获得积分10
21秒前
aging00完成签到,获得积分20
21秒前
悦耳的口红完成签到,获得积分10
22秒前
ggtry完成签到,获得积分10
24秒前
路人发布了新的文献求助10
24秒前
juliar完成签到 ,获得积分10
25秒前
Darsine完成签到,获得积分10
25秒前
N牛奶N发布了新的文献求助10
25秒前
绿泡泡住海边完成签到,获得积分10
30秒前
研友_842M4n完成签到,获得积分10
30秒前
枫糖叶落完成签到,获得积分10
30秒前
沉默枕头完成签到 ,获得积分10
30秒前
zxdzaz完成签到 ,获得积分10
32秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
An Introduction to Foreign Language Learning and Teaching 750
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Les chinois de jakarta: temples et vie collective 500
Governing Growth: Us Industrial Policy from Hamilton to Trump 500
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7627390
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9201950
关于积分的说明 19728471
捐赠科研通 7197314
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3273849
关于科研通互助平台的介绍 2436168
邀请新用户注册赠送积分活动 2269930