Multiscale-Information-Embedded Universal Toxicity Prediction Framework

作者
Lianlian Wu,Fanmeng Wang,Yixin Zhang,Ruijiang Li,Yanpeng Zhao,Hongteng Xu,Zhifeng Gao,Song He,Xiaochen Bo
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:59 (41): 21830-21847
标识
DOI:10.1021/acs.est.5c04614
摘要

Hazard identification and labeling of industrial chemicals and their released environmental pollutants are crucial for mitigating ecological and health risks. Comprehensive evaluation of multiple toxicity end points is essential to fully characterize chemical hazards. Existing deep-learning-based toxicity prediction models often exhibit poor generalizability, especially for rare toxicities with sparse data. Most studies fail to capture the three-dimensional (3D) spatial arrangement and stereochemical properties of chemicals, as well as the interrelated nature among end points, hindering accurate toxicity profiling. Here, we propose ToxScan, an SE(3)-equivariant multiscale model, as a universal toxicity prediction framework to address these issues. It incorporates 3D geometry information through a two-level molecular and atomic representation learning protocol. A parallel multiscale modeling and a multitask learning scheme are applied to learn universal toxicological characteristics. Results show that ToxScan achieves 7.8-37.6% improvements over state-of-the-art models for medium-/small-scale end points, demonstrates differentiation of structural analogues with contrasting toxicities, and maintains generalizability to environmental pollutants. Interpretability analysis at the atomic and molecular levels reveals identifiable atomic interaction patterns and potential structural alerts. Case studies reveal its capacity to detect subtle structural determinants while elucidating the mechanisms of pollutants. To facilitate user accessibility, we provide an intuitive web platform (https://funmg.dp.tech/Toxscan) for the rapid prediction of multiple toxicity end points of new compounds.
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
淡定鞋子完成签到,获得积分10
刚刚
2秒前
久伴久爱完成签到 ,获得积分10
17秒前
南风完成签到 ,获得积分10
19秒前
自由沂完成签到 ,获得积分10
28秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
31秒前
吧KO完成签到 ,获得积分10
46秒前
52秒前
奶茶田田完成签到 ,获得积分10
52秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
57秒前
fluttershy完成签到 ,获得积分10
59秒前
aeolianbells完成签到 ,获得积分10
1分钟前
爱科研的小常完成签到 ,获得积分10
1分钟前
xy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
孙畅完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小呵点完成签到 ,获得积分0
1分钟前
泥嚎完成签到,获得积分10
1分钟前
gf完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Peter完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
gyy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
香蕉新儿完成签到,获得积分10
1分钟前
水煮鱼完成签到,获得积分10
1分钟前
cheng完成签到,获得积分10
1分钟前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得30
1分钟前
wanghao完成签到 ,获得积分10
1分钟前
幽默盼柳完成签到 ,获得积分10
1分钟前
一一完成签到,获得积分10
1分钟前
victory_liu完成签到,获得积分10
1分钟前
王波完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lyb1853完成签到 ,获得积分10
1分钟前
敞敞亮亮完成签到 ,获得积分10
1分钟前
isedu完成签到,获得积分0
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
喵喵完成签到 ,获得积分10
1分钟前
沸石完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ksl完成签到 ,获得积分10
1分钟前
leapper完成签到 ,获得积分10
1分钟前
xu完成签到 ,获得积分10
1分钟前
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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Relation between chemical structure and local anesthetic action: tertiary alkylamine derivatives of diphenylhydantoin 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6066599
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7898886
关于积分的说明 16322801
捐赠科研通 5208391
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2786288
邀请新用户注册赠送积分活动 1769013
关于科研通互助平台的介绍 1647813