CDI-Type I: Collaborative Research: Supervised Learning in Molecular Classifiers

CDI-I 型:协作研究:分子分类器中的监督学习

基本信息

  • 批准号:
    1027877
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 25万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2010-10-01 至 2014-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Inborn diseases of steroid metabolism are detectable at birth and treatable with low-cost medicine. They are characterized by a gross increase of a specific steroid or set of steroids in the urine of affected infants. At present, however, there is no cost-effective method for screening for all such diseases. Even in developed countries, screening for only one subtype of only one such disease (congenital adrenal hyperplasia) is considered cost-effective.In this CDI project, chemical sensor arrays are being developed that are capable of cheap, powerful, and reliable screening for diseases of steroid metabolism. The arrays use oligonucleotide-based receptors known as three-way junctions (TWJs). A systematic procedure for chemical sensor array design is used, covering the phases of sensor synthesis, feature (sensor) selection, training data collection, and classifier design and analysis. The TWJ acts as a scaffold for sensor design, allowing thousands of variations, each with a different selectivity for small molecules such as steroids. Comprehensive characterization of thousands of sensor responses is made possible with microchips that can synthesize up to 90,000 sensors at fixed locations. Wrapper-based feature selection approaches are used to find small, high-quality sensor subsets from these thousands.Diagnostic decisions require detecting and quantifying gross increases in concentrations of particular indicative steroids. These concentration changes must be detected in the presence of small concentrations of other steroids, and, owing to differences in kidney filtrations, samples may occur over a range of overall dilutions. This requires mixed classification/regression inference algorithms capable of working over a range of input concentrations. TWJ sensors have non-linear responses to concentration, and non-additive signals for analyte mixtures, and this requires new approaches to chemical sensor array analysis and classifier design. Lastly, new wrapper-basedconcentration coverage procedures are being developed to ensure accurate representation of sensor response profiles in training data while minimizing the number of measurements needed.The vast majority of newborns in developing countries are not screened for inborn illnesses of steroid metabolism; even in the US the coverage is not complete. Current methods are precise but disease-specific, expensive, and impractical outside a modern hospital. TWJ sensor arrays will be cheap, stable, and reliable; they are powerful enough to test for many steroid metabolic diseases simultaneously, and can identify new diseases via anomaly detection. They will have the potential to be deployed in the field, resulting in cost-effective screening of many rare diseases in developed countries, and, for the first time, cost-effective screening in the rest of the world as well.
类固醇代谢的先天性疾病在出生时就可以检测到,并且可以用低成本的药物治疗。其特征是受影响婴儿尿液中特定类固醇或类固醇组的总体增加。然而,目前还没有一种具有成本效益的方法来筛查所有这些疾病。即使在发达国家,仅筛查一种疾病(先天性肾上腺皮质增生症)的一种亚型也被认为是具有成本效益的。在CDI项目中,正在开发能够廉价、强大和可靠地筛查类固醇代谢疾病的化学传感器阵列。该阵列使用基于三向连接(TWJ)的受体。化学传感器阵列设计的一个系统的程序,包括传感器合成,功能(传感器)的选择,训练数据收集,分类器的设计和分析阶段。TWJ作为传感器设计的支架,允许数千种变化,每种变化对小分子如类固醇具有不同的选择性。利用微芯片可以在固定位置合成多达90,000个传感器,从而可以对数千个传感器的响应进行全面表征。 基于包装器的特征选择方法用于从这数千个传感器子集中找到小的、高质量的传感器子集。诊断决策需要检测和量化特定指示性类固醇浓度的总体增加。这些浓度变化必须在存在小浓度的其他类固醇的情况下检测到,并且由于肾脏过滤的差异,样品可能会在一系列的总体稀释度上发生。这需要能够在输入浓度范围内工作的混合分类/回归推理算法。TWJ传感器具有对浓度的非线性响应,以及分析物混合物的非加性信号,这需要新的方法来进行化学传感器阵列分析和分类器设计。最后,正在开发新的基于包装的浓度覆盖程序,以确保在训练数据中准确表示传感器响应曲线,同时最大限度地减少所需的测量次数。发展中国家的绝大多数新生儿没有筛查类固醇代谢的先天性疾病;即使在美国,覆盖范围也不完整。目前的方法是精确的,但疾病特异性,昂贵,不切实际的现代医院外。TWJ传感器阵列将是廉价、稳定和可靠的;它们足够强大,可以同时测试许多类固醇代谢疾病,并可以通过异常检测来识别新的疾病。它们将有可能被部署到实地,从而在发达国家对许多罕见疾病进行具有成本效益的筛查,并首次在世界其他地区进行具有成本效益的筛查。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Darko Stefanovic其他文献

Molecules that reason
有理性的分子
  • DOI:
    10.1038/nnano.2009.284
  • 发表时间:
    2009-10-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    34.900
  • 作者:
    Darko Stefanovic
  • 通讯作者:
    Darko Stefanovic

Darko Stefanovic的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Darko Stefanovic', 18)}}的其他基金

Student and Postdoc Travel Support for DNA28
DNA28 的学生和博士后旅行支持
  • 批准号:
    2202396
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Collaborative Research: Biocompatible I/O Interfaces for Robust Bioorthogonal Molecular Computing
SHF:协作研究:用于稳健生物正交分子计算的生物相容性 I/O 接口
  • 批准号:
    1763718
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Large: Collaborative Research: Molecular computing for the real world
SHF:大型:协作研究:现实世界的分子计算
  • 批准号:
    1518861
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
AF: Small: Programmable Nanowalkers:Models and Simulations
AF:小型:可编程纳米行走者:模型和模拟
  • 批准号:
    1422840
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Computing with Biomolecules: From Network Motifs to Complex and Adaptive Systems: ALife14 Workshop
生物分子计算:从网络基序到复杂自适应系统:ALife14 研讨会
  • 批准号:
    1440361
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: SHF: Small: Compartmentalized circuit architectures for real-world biocomputing applications
AF:SHF:小型:适用于实际生物计算应用的分隔电路架构
  • 批准号:
    1318833
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CDI-Type II: Collaborative Research: Computing with Biomolecules: From Network Motifs to Complex and Adaptive Systems
CDI-Type II:协作研究:生物分子计算:从网络基序到复杂自适应系统
  • 批准号:
    1028238
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: EMT/MISC: Behavior-Based Molecular Robotics
合作研究:EMT/MISC:基于行为的分子机器人
  • 批准号:
    0829896
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: EMT/MISC: Making Molecular Computation Practical for Biodetection Applications
合作研究:EMT/MISC:使分子计算在生物检测应用中切实可行
  • 批准号:
    0829881
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
ST-CRTS: Collaborative Research: Algorithmic Optimizations in Dynamic Programming Environments
ST-CRTS:协作研究:动态编程环境中的算法优化
  • 批准号:
    0540600
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

铋基邻近双金属位点Type B异质结光热催化合成氨机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
智能型Type-I光敏分子构效设计及其抗耐药性感染研究
  • 批准号:
    22207024
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    20 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
TypeⅠR-M系统在碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌流行中的作用机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
替加环素耐药基因 tet(A) type 1 变异体在碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌中的流行、进化和传播
  • 批准号:
    LY22H200001
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
面向手性α-氨基酰胺药物的新型不对称Ugi-type 反应开发
  • 批准号:
    LY22B020003
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
BMP9/BMP type I receptors 通过激活 PPARα保护心肌梗死的机制研究
  • 批准号:
    LQ22H020003
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
C2H2-type锌指蛋白在香菇采后组织软化进程中的作用机制研究
  • 批准号:
    32102053
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
血管阻断型Type-I光敏剂合成及其三阴性乳腺癌光诊疗
  • 批准号:
    62120106002
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    255 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
Chichibabin-type偶联反应在构建联氮杂芳烃中的应用
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    63 万元
  • 项目类别:
    面上项目
茶尺蠖Type-II环氧性信息素合成酶关键基因的鉴定及功能研究
  • 批准号:
    LQ21C140001
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

CDI-Type I: Collaborative Research: High-Dimensional Phase-Space Subdivisions for Seismic Imaging
CDI-Type I:协作研究:地震成像的高维相空间细分
  • 批准号:
    1327658
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CDI Type II: Dynamics and Control of Cardiac Tissue
合作研究:CDI II 型:心脏组织的动力学和控制
  • 批准号:
    1341128
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative CDI-Type II: Cyber Enabled Discovery System for Advanced Multidisciplinary Study of Humanitarian Logistics for Disaster Response
协作 CDI-II 型:用于灾难响应人道主义后勤高级多学科研究的网络支持发现系统
  • 批准号:
    1123924
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative CDI-Type II: Cyber Enabled Discovery System for Advanced Multidisciplinary Study of Humanitarian Logistics for Disaster Response
协作 CDI-II 型:用于灾难响应人道主义后勤高级多学科研究的网络支持发现系统
  • 批准号:
    1124827
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CDI- Type II: Towards Analyzing Complex Petascale Datasets: The Milky Way Laboratory
合作研究:CDI-II 型:分析复杂千万亿次数据集:银河系实验室
  • 批准号:
    1124453
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CDI-Type I: Collaborative Research: A Computational Thinking Approach to Mapping Critical Marine Mammal Habitat Through Readily-Deployable Video Systems
CDI-I 型:协作研究:通过易于部署的视频系统绘制关键海洋哺乳动物栖息地的计算思维方法
  • 批准号:
    1124936
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CDI-Type II: BirdCast: Novel Machine Learning Methods for Understanding Continent-Scale Bird Migration
合作研究:CDI-Type II:BirdCast:用于理解大陆规模鸟类迁徙的新型机器学习方法
  • 批准号:
    1125228
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CDI- Type II: Towards Analyzing Complex Petascale Datasets: The Milky Way Laboratory
合作研究:CDI-II 型:分析复杂千万亿次数据集:银河系实验室
  • 批准号:
    1124403
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CDI-Type II: First-Principles Based Control of Multi-Scale Meta-Material Assembly Process
合作研究:CDI-Type II:基于第一原理的多尺度超材料组装过程控制
  • 批准号:
    1124678
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CDI-Type II: VolcanoSRI: 4D Volcano Tomography in a Large-Scale Sensor Network
合作研究:CDI-Type II:VolcanoSRI:大规模传感器网络中的 4D 火山断层扫描
  • 批准号:
    1125185
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了