Few-shot learning for protein evolution with EVOLVEpro

Peer-reviewed
ПолеЗначение
AuthorsNR
Year2025
Venue / statusPeer-reviewed journal; Science (Q1)
DOI10.1126/science.adr6006
URLhttps://doi.org/10.1126/science.adr6006
Preprint URLNR
ToolsEVOLVEpro

Задача и claimed novelty

ПолеЗначение
Main biological taskFew-shot active-learning evolution of protein activity, including antibody binding
Claimed noveltyNR

Архитектура

ПолеЗначение
Model architectureProtein-LM embeddings + lightweight regression/random forest + iterative acquisition
Input representationNR
Encoder / decoderNR
Generative stateRanked single or multi-mutant variants for next round
ConditioningUser-defined mutational space; single/multi-mutant workflows
SamplingNR

Training

ПолеЗначение
Objectives / lossesNR
DatasetNR
PreprocessingNR

Inference

NR

Baselines и retrospective benchmarks

ПолеЗначение
BaselinesNR
RetrospectiveNR

Prospective experimental validation

ПолеЗначение
ProspectiveUp to 100× property improvement across tasks; cannot generalize this number to antibodies
Tested designsSix proteins across reported applications; minimal rounds can use ~10 labels, but campaign sizes vary
Success criterionUp to 100× property improvement across tasks; cannot generalize this number to antibodies
Main resultsUp to 100× property improvement across tasks; cannot generalize this number to antibodies

Limitations

Not zero-shot; performance depends on assay noise/library definition; active-learning rounds and experimental turnaround dominate.

Что статья показывает

Чего статья не показывает

Размеченные утверждения

УтверждениеТипЛокатор
Few-shot learning for protein evolution with EVOLVEproInterpretationDOI/URL from landscape matrix
Publication status: Peer-reviewed journal; Science (Q1)Author-reportedlandscape matrix, publication status column

Review queue

Source-grounded разбор статьи

partially verified Последняя сверка источников: 2026-08-27. bioRxiv HTML прочитан. Science full text не прочитан. Не утверждать, что журнальная версия тождественна preprint.

Недоступные или неполные источники

ИсточникПочему недоступенЧто использовано вместо
Science PDF/HTML 10.1126/science.adr6006PaywallbioRxiv 10.1101/2024.07.17.604015
Data S1 / SI filesНе скачаныMethods narrative in preprint HTML

Primary question: можно ли few-shot supervised model on frozen PLM embeddings ускорить directed evolution при десятках experimental labels per round.

Полная библиография и статус

[PAPER]Jiang et al. Rapid protein evolution by few-shot learning with a protein language model. bioRxiv DOI 10.1101/2024.07.17.604015. Peer-reviewed counterpart: Rapid in silico directed evolution by a protein language model with EVOLVEpro. Science DOI 10.1126/science.adr6006 (2025). Tool: EVOLVEpro.

Исследовательский вопрос

[PAPER]Как выбрать следующие mutants при малом числе assay labels, используя pretrained PLM features, без fine-tune LM на fitness.

Архитектура и математическая формулировка

[CODE]Frozen embeddings $E(s)$ + top-layer regressor. Released code default selection $\mathrm{top}_k \hat y$, не UCB. См. active learning и tool page.

Training objective и данные

[PAPER]Grid search: 12 DMS. Prospective: Cas12f, PE2, Bxb1, T7 RNAP, REGN10987. Splits DMS — simulation over remaining variants, не независимый белок.

Inference

[PAPER]Refit RF each round; rank unlabelled embeddings. 16/round typical in DMS sim; antibody campaign 11/round × 5 (preprint).

Baselines, ablations, retrospective

[PAPER]Baselines: random; other PLMs; other regressors; PCA. Ablation-like grid search. Retrospective: DMS recovery of high activity.

Prospective evidence

[PAPER]Functional campaigns + antibody ELISA/IC50 (preprint numbers). Не developability panel как главная endpoint.

Главные утверждения авторов и что их поддерживает

[PAPER]Few-shot PLM+surrogate эффективен vs random на DMS (retrospective + ablation-like). Prospective property improvements на нескольких белках. Antibody example — one campaign, ELISA proxy.

Что evidence не поддерживает

Ограничения авторов

NRЗависимость от library и assay; не zero-shot. Полный список Science Discussion — NR без PDF.

Дополнительные ограничения интерпретации

[CODE]Hardcoded cluster paths in code; Science vs preprint antibody name; SI unread.

SI и файлы репозитория

[PAPER]Data S1 упоминается в preprint (PCA). Repo files: evolvepro/src/model.py, evolve.py. Zenodo 10.5281/zenodo.13899358 не инспектировался.

Источники

  1. [1] bioRxiv 10.1101/2024.07.17.604015 · DOI · источник
  2. [2] Science 10.1126/science.adr6006 · DOI · источник

Нерешённые научные вопросы