KR102547967B1 - Apparatus and method for generating tcr information corresponding to pmhc using artificial intelligence - Google Patents

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KR102547967B1 KR1020220144493A KR20220144493A KR102547967B1 KR 102547967 B1 KR102547967 B1 KR 102547967B1 KR 1020220144493 A KR1020220144493 A KR 1020220144493A KR 20220144493 A KR20220144493 A KR 20220144493A KR 102547967 B1 KR102547967 B1 KR 102547967B1
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Abstract

컴퓨팅 장치에 의해 수행되는, 인공지능 기반의 예측 모델을 학습시키는(training) 방법이 개시된다. 상기 방법은, TCR(T Cell Receptor)의 CDR3와 관련된 제 1 학습 데이터 세트를 획득하는 단계 - 상기 제 1 학습 데이터 세트는 인공지능 기반의 제 1 예측 모델의 학습에서 활용될 가이드(guide) 정보를 포함함 -, 상기 가이드 정보에 기초하여, 상기 제 1 학습 데이터 세트를 상기 제 1 예측 모델의 학습을 위해 전처리하는 단계, 및 상기 전처리된 제 1 학습 데이터 세트를 이용하여, 상기 제 1 예측 모델이 주조직 적합 복합체(MHC: Major Histocompatibility Complex)) 및 펩타이드에 대응되는 TCR의 CDR3의 아미노산 서열을 예측하도록, 상기 제 1 예측 모델을 학습시키는 단계를 포함할 수 있다.A method of training an artificial intelligence-based predictive model performed by a computing device is disclosed. The method comprises: acquiring a first training data set related to CDR3 of a T Cell Receptor (TCR) - the first training data set contains guide information to be used in learning a first artificial intelligence-based prediction model Including -, based on the guide information, pre-processing the first training data set for learning the first prediction model, and using the pre-processed first training data set, the first prediction model The method may include training the first prediction model to predict an amino acid sequence of CDR3 of a TCR corresponding to a Major Histocompatibility Complex (MHC) and a peptide.

Description

인공지능 기술을 이용하여 pMHC에 대응되는 TCR 정보를 생성하기 위한 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING TCR INFORMATION CORRESPONDING TO PMHC USING ARTIFICIAL INTELLIGENCE}Method and apparatus for generating TCR information corresponding to pMHC using artificial intelligence technology

본 개시내용은 인공지능 기술에 관한 것이며, 보다 구체적으로 인공지능 기술을 이용하여 펩타이드-주조직 적합성 복합체(pMHC)와 TCR(T Cell Receptor) 간의 관계를 분석하기 위한 관한 것이다.The present disclosure relates to artificial intelligence technology, and more specifically to analyzing the relationship between a peptide-major histocompatibility complex (pMHC) and T Cell Receptor (TCR) using artificial intelligence technology.

주조직 적합성 복합체는 면역계에서 작용하는 'MHC 분자'를 암호화하는 유전자 자리이다. MHC 분자에는 1형(class I)과 2형(class II)이 존재할 수 있다. The major histocompatibility complex is a genetic locus that encodes 'MHC molecules' that function in the immune system. MHC molecules can exist in type 1 (class I) and type 2 (class II).

면역펩티돔은 세포의 표면에서 표현되는 펩타이드들의 세트를 의미하며, 예를 들어 면역펩티돔은 MHC와 연관된 펩타이드들의 조합을 의미할 수 있다.Immunopeptidome refers to a set of peptides expressed on the cell surface, and for example, the immunopeptidome may refer to a combination of MHC-related peptides.

인간 백혈구 항원(Human Leukocyte Antigen; HLA)은 인간의 주조직 적합성 복합체(Major Histocompatibility Complex; MHC) 유전자에 의해 생성되는 당단백 분자이다. HLA는 성숙한 적혈구에는 존재하지 않지만 미성숙 적아세포(erythroblast)에서는 발현이 되며 백혈구 및/또는 혈소판 등의 혈액세포를 포함한 인체 내 모든 조직세포의 표면에 발현된다. MHC 유전자는 모든 척추동물에 존재하며 인간의 MHC 유전자를 HLA 유전자, 이로부터 발현된 산물을 HLA이라고 한다.Human Leukocyte Antigen (HLA) is a glycoprotein molecule produced by the human major histocompatibility complex (MHC) gene. HLA does not exist in mature erythrocytes, but is expressed in immature erythroblasts and is expressed on the surface of all tissue cells in the human body, including blood cells such as leukocytes and/or platelets. The MHC gene is present in all vertebrates, and the human MHC gene is referred to as the HLA gene, and the product expressed therefrom is referred to as HLA.

MHC 유전자들은 자기(self) 및 비자기(non-self)의 인지, 항원 자극에 대한 면역반응, 세포성 면역과 체액성 면역의 조절 및 질병에 대한 감수성 등에 관여한다. MHC 유전자의 산물인 HLA는 고형 장기이식에서 이식된 장기의 생존에 있어서 ABO 혈액형 다음으로 중요한 항원이다. HLA는 골수이식에 있어서 이식의 성패에 가장 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 따라서, HLA의 차이를 면역학적으로 인지하는 것이 이식된 조직에 대한 거부반응(rejection action)의 첫 단계라 볼 수 있다. 또한, 수혈요법에 있어서 HLA와 항체는 혈소판수혈불응증, 발열성 비용혈성 수혈 부작용, 급성 폐손상, 수혈 후 이식편대숙주병과 같은 여러 가지 부작용의 발생에 중요한 역할을 한다.MHC genes are involved in self and non-self recognition, immune response to antigen stimulation, regulation of cellular and humoral immunity, and susceptibility to disease. HLA, a product of the MHC gene, is the second most important antigen next to the ABO blood type in survival of the transplanted organ in solid organ transplantation. HLA is known to play the most important role in transplantation success or failure in bone marrow transplantation. Therefore, recognizing the difference in HLA immunologically can be seen as the first step of the rejection action for the transplanted tissue. In addition, in transfusion therapy, HLA and antibodies play an important role in the occurrence of various side effects such as platelet transfusion refractory, febrile nonhemorrhagic transfusion side effects, acute lung injury, and graft-versus-host disease after transfusion.

HLA는 MHC와 마찬가지로 크게 Class I 및 Class II로 분류될 수 있다. Class I은 HLA-A, HLA-B, HLA-C로 분류되고 대부분의 유핵세포 및 혈소판에서 발현되며, 세포독성 T 세포가 바이러스에 감염된 세포나 종양세포를 인지하여 제거할 때 항원 인식(antigen recognition)에 필수적이다. HLA Class II는 HLA-DR, HLA-DQ, HLA-DP로 분류되고 B 세포, 단핵세포, 수지상세포, 활성화된 T 세포에서 발현되며, 헬퍼 T 세포의 항원 수용체(antigen receptor)와 작용하여 세포성 및 체액성 면역반응을 유발하고, 그리고 항원제시세포에 표현된 항원을 인지할 때 필수적인 것으로 알려져 있다. HLA는 인간이 가지고 있는 유전자 중에서 가장 큰 다형성(polymorphism)을 보이는 유전자이며 인종 및 민족 간에도 빈도 차이가 존재한다.HLA, like MHC, can be largely classified into Class I and Class II. Class I is classified into HLA-A, HLA-B, and HLA-C, and is expressed in most nucleated cells and platelets, and antigen recognition when cytotoxic T cells recognize and remove virus-infected cells or tumor cells. ) is essential for HLA Class II is classified into HLA-DR, HLA-DQ, and HLA-DP, and is expressed in B cells, monocytes, dendritic cells, and activated T cells. and induces a humoral immune response, and is known to be essential when recognizing antigens expressed in antigen-presenting cells. HLA is a gene that shows the largest polymorphism among genes possessed by humans, and there is a frequency difference between races and ethnic groups.

감염 미생물 유래의 단백질 혹은 암세포 특유의 단백질에서 유래한 펩타이드가 MHC에 결합하여 세포표면에 제시되면 T 세포가 인식하여 면역반응을 유발함으로써 감염된 세포 혹은 암세포를 제거하게 된다. 이처럼 T 세포는 정상적인 인체에 존재하지 않는 이물질에 대한 특정한 면역반응을 결정하는 핵심 조절자(player)이다. 따라서, pMHC와 결합되는 TCR(T Cell Receptor)에 대한 예측은 감염질환이나 암의 예방을 위한 개인화된 백신의 개발에 활용될 수 있다.When peptides derived from proteins derived from infectious microorganisms or proteins specific to cancer cells bind to MHC and are presented on the cell surface, T cells recognize them and trigger an immune response to eliminate infected cells or cancer cells. As such, T cells are key regulators (players) that determine specific immune responses to foreign substances that do not exist in the normal human body. Therefore, the prediction of TCR (T Cell Receptor) that binds to pMHC can be used for the development of personalized vaccines for the prevention of infectious diseases or cancer.

대한민국 등록특허 10-2322832Korean Registered Patent No. 10-2322832

본 개시내용은 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, pMHC와 결합가능한 TCR을 보다 효율적인 방식으로 그리고/또는 보다 정확하게 예측 또는 식별하기 위함이다.The present disclosure has been made in response to the above background art, and is intended to more efficiently and/or more accurately predict or identify a TCR capable of binding to pMHC.

본 개시내용의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present disclosure are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

본 개시내용의 일 실시예에 따라, 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는, 인공지능 기반의 예측 모델을 학습시키는(training) 방법이 개시된다. 상기 방법은: TCR( T Cell Receptor)의 CDR3와 관련된 제 1 학습 데이터 세트를 획득하는 단계 - 상기 제 1 학습 데이터 세트는 인공지능 기반의 제 1 예측 모델의 학습에서 활용될 가이드(guide) 정보를 포함함 -, 상기 가이드 정보에 기초하여, 상기 제 1 학습 데이터 세트를 상기 제 1 예측 모델의 학습을 위해 전처리하는 단계, 및 상기 전처리된 제 1 학습 데이터 세트를 이용하여, 상기 제 1 예측 모델이 주조직 적합 복합체(MHC: Major Histocompatibility Complex) 및 펩타이드에 대응되는 TCR의 CDR3의 아미노산 서열을 예측하도록, 상기 인공지능 제 1 예측 모델을 학습시키는 단계를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, a method of training an artificial intelligence-based predictive model performed by a computing device is disclosed. The method includes: acquiring a first training data set related to CDR3 of a T Cell Receptor (TCR) - the first training data set includes guide information to be used in learning of a first prediction model based on artificial intelligence Including -, based on the guide information, pre-processing the first training data set for learning the first prediction model, and using the pre-processed first training data set, the first prediction model The method may include training the first artificial intelligence prediction model to predict an amino acid sequence of CDR3 of a TCR corresponding to a Major Histocompatibility Complex (MHC) and a peptide.

일 실시예에서, 상기 전처리하는 단계는 상기 제 1 학습 데이터 세트에 포함된 사전 결정된 개수의 연속적인 유닛(unit)들을 포함하는 프레임(frame)에 마스크(mask)를 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 그리고 상기 프레임의 길이는 상기 프레임에 포함된 연속적인 유닛들의 개수에 대응될 수 있다.In one embodiment, the preprocessing may include applying a mask to a frame including a predetermined number of consecutive units included in the first training data set. . The length of the frame may correspond to the number of consecutive units included in the frame.

일 실시예에서, 상기 프레임의 길이는, 프레임의 길이와 샘플링 확률 간의 관계를 나타내는 기하적 분포(geometric distribution)에 기초하여 결정될 수 있다.In one embodiment, the length of the frame may be determined based on a geometric distribution indicating a relationship between the length of the frame and the sampling probability.

일 실시예에서, 상기 프레임의 길이는, 프레임의 길이와 샘플링 확률 간의 관계를 나타내는 기하적 분포의 역값(inverse value)에 기초하여 결정될 수 있다.In an embodiment, the length of the frame may be determined based on an inverse value of a geometric distribution indicating a relationship between the length of the frame and the sampling probability.

일 실시예에서, 상기 프레임의 길이는, 복수의 상이한 프레임들의 길이에 대해서 동일한 샘플링 확률이 적용되는 방식에 기초하여 결정될 수 있다.In one embodiment, the length of the frame may be determined based on a scheme in which the same sampling probability is applied to the lengths of a plurality of different frames.

일 실시예에서, 상기 전처리하는 단계는: 상기 가이드 정보에 기초하여, 상기 제 1 학습 데이터 세트 내에서, 사전 결정된 개수의 연속적인 유닛들을 포함하는 프레임의 위치를 결정하는 단계, 및 상기 결정된 프레임의 위치에 기초하여, 상기 프레임에 마스크를 적용하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, the preprocessing step includes: determining a position of a frame including a predetermined number of consecutive units in the first training data set based on the guide information; and determining a position of the determined frame. Based on the location, it may include applying a mask to the frame.

일 실시예에서, 상기 전처리하는 단계는, 상기 가이드 정보에 포함된 V 타입, J 타입 및 아미노산 서열의 길이에 기초하여, 상기 제 1 학습 데이터 세트 내에서, 사전 결정된 개수의 연속적인 유닛들을 포함하는 프레임의 위치를 결정하는 단계, 및 상기 결정된 프레임의 위치에 기초하여, 상기 프레임에 마스크를 적용하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the preprocessing includes a predetermined number of consecutive units in the first training data set based on the length of the V type, J type and amino acid sequence included in the guide information. The method may include determining a location of the frame, and applying a mask to the frame based on the determined location of the frame.

일 실시예에서, 상기 가이드 정보는 상기 제 1 예측 모델과 상이한 인공지능 기반의 제 2 예측 모델의 출력으로부터 획득되며, 그리고 상기 제 2 예측 모델은 펩타이드 및 MHC에 기초하여 상기 가이드 정보를 포함하는 예측 결과를 출력할 수 있다.In one embodiment, the guide information is obtained from the output of a second prediction model based on artificial intelligence different from the first prediction model, and the second prediction model is prediction including the guide information based on peptides and MHC You can print the result.

일 실시예에서, 상기 제 1 예측 모델을 학습시키는 단계는, 사전 결정된 개수의 연속적인 유닛들로 구성된 프레임 내에서, 마스킹된 단일 유닛 이외의 다른 유닛들 각각을 아미노산 X로 치환하고 그리고 상기 치환된 아미노산 X를 이용함으로써 상기 마스킹된 단일 유닛을 상기 제 1 예측 모델이 예측하도록 상기 제 1 예측 모델을 학습시키는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of training the first predictive model is substituting each of the units other than the masked single unit with an amino acid X within a frame composed of a predetermined number of consecutive units, and the substituted and training the first prediction model so that the first prediction model predicts the masked single unit by using amino acid X.

일 실시예에서, 상기 프레임 내에서 상기 마스킹된 단일 유닛 이외의 다른 유닛들 각각에 상기 마스킹된 단일 유닛과의 거리를 포함하는 위치 정보가 할당되며, 그리고 상기 제 1 예측 모델을 학습시키는 단계는, 상기 위치 정보에 기초하여, 상기 마스킹된 단일 유닛을 상기 제 1 예측 모델이 예측하도록 상기 제 1 예측 모델을 학습시키는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, position information including a distance from the masked single unit is assigned to each of the units other than the masked single unit in the frame, and the step of learning the first predictive model, The method may include training the first prediction model so that the first prediction model predicts the masked single unit based on the location information.

일 실시예에서, 상기 전처리된 제 1 학습 데이터 세트에 포함된 유닛의 출력된 표현과 상기 유닛의 정답 간의 차이에 기반하여 결정되는 제 1 손실함수, 상기 제 1 학습 데이터 세트에서 마스크가 적용되는 프레임의 시작 위치 이전의 유닛의 출력된 표현, 상기 프레임의 종료 위치 이후의 유닛의 출력된 표현, 및 상기 프레임 내의 유닛들 각각의 임베딩 위치에 기반하여 결정되는 제 2 손실 함수, 상기 전처리된 제 1 학습 데이터 세트에서 사전 결정된 개수의 연속적인 유닛들로 구성된 프레임 내에서 마스킹된 단일 유닛 이외의 다른 유닛들 각각을 아미노산 X로 치환하는 방식에 따라서 상기 마스킹된 단일 유닛의 출력된 표현과 상기 마스킹된 단일 유닛의 정답 간의 차이에 기반하여 결정되는 제 3 손실 함수, 또는 상기 제 1 예측 모델을 통해 출력되는 CDR3 서열과 실제 펩타이드 및 MHC에 대응하는 TCR의 CDR3 서열의 정답 간의 차이에 기반하여 결정되는 제 4 손실 함수 중 적어도 2개에 기초하여 상기 제 1 예측 모델을 학습시키는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, a first loss function determined based on a difference between an output expression of a unit included in the preprocessed first training data set and a correct answer of the unit, a frame to which a mask is applied in the first training data set A second loss function determined based on the output representation of units before the start position of , the output representation of units after the end position of the frame, and the embedding position of each of the units in the frame, the preprocessed first learning The output representation of the masked single unit and the masked single unit according to a scheme in which each of the units other than the masked single unit is substituted with an amino acid X within a frame consisting of a predetermined number of consecutive units in the data set A third loss function determined based on the difference between the correct answers of , or a CDR3 sequence output through the first prediction model and a CDR3 sequence of the TCR corresponding to the actual peptide and MHC A fourth loss determined based on the difference between the correct answers and training the first predictive model based on at least two of the functions.

일 실시예에서, 상기 제 2 손실 함수는 상기 제 1 손실 함수에 비해 높은 가중치가 할당될 수 있다.In one embodiment, the second loss function may be assigned a higher weight than the first loss function.

일 실시예에서, 상기 제 1 예측 모델을 학습시키는 단계는: 피검체로부터의 펩타이드, MHC 및 이에 대응하는 TCR의 CDR3의 정보로부터, 상기 피검체로부터의 펩타이드 및 MHC로부터 출력 불가능한 CDR3 서열을 결정하는 단계, 및 상기 결정된 출력 불가능한 CDR3 서열을 상기 제 1 학습 데이터 세트에서 제외함으로써, 상기 제 1 예측 모델을 학습시키는 단계를 포함 수 있다.In one embodiment, the step of learning the first predictive model is: determining a CDR3 sequence that cannot be output from the peptide and MHC from the subject from the information of the peptide, MHC and corresponding TCR CDR3 from the subject and training the first prediction model by excluding the determined non-outputable CDR3 sequence from the first training data set.

일 실시예에서, 상기 제 1 학습 데이터 세트에서 제외될 TCR의 CDR3 서열은 생물통계학적 데이터 베이스에 포함된 데이터에 기초하여 결정될 수 있다.In one embodiment, the CDR3 sequence of the TCR to be excluded from the first training data set may be determined based on data included in a biostatistical database.

일 실시예에서, 상기 제 1 학습 데이터 세트에서 제외될 TCR의 CDR3 서열은 상기 피검체를 분자생물학적 실험 방법으로 시퀀싱한 데이터에 기초하여 결정될 수 있다.In one embodiment, the CDR3 sequence of the TCR to be excluded from the first learning data set may be determined based on data obtained by sequencing the subject by molecular biological experiments.

일 실시예에서, 상기 프레임에 마스크를 적용하는 단계는, 상기 제 1 예측 모델이 상기 프레임 내의 상기 연속적인 유닛들 각각에 대응되는 마스크를 예측할 때, 예측 대상이 되는 마스크 이외의 나머지 마스크에, 아미노산 종들의 인자를 반영한 아미노산 X를 적용하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of applying a mask to the frame may include, when the first prediction model predicts a mask corresponding to each of the consecutive units in the frame, amino acids to the remaining mask other than the mask to be predicted It may include applying an amino acid X that reflects the factor of the species.

일 실시예에서, 상기 예측 모델은, 사전 결정된 개수의 연속적인 유닛들을 포함하는 프레임에 마스크를 적용하는 방식으로 학습되며, 그리고 상기 예측 모델은, 상기 제 1 학습 데이터 세트에서 마스크가 적용되는 프레임의 시작 위치 이전의 유닛에 대응되는 시작 값 및 상기 프레임의 종료 위치 이후의 유닛에 대응되는 종료 값에 기초하여, 상기 마스크가 적용되는 프레임에 포함된 적어도 하나의 유닛에 대응되는 값을 맞추는 방식으로 학습될 수 있다.In one embodiment, the predictive model is learned by applying a mask to frames containing a predetermined number of contiguous units, and the predictive model is trained on the number of frames to which the mask is applied in the first training data set. Based on the start value corresponding to the unit before the start position and the end value corresponding to the unit after the end position of the frame, learning by matching the value corresponding to at least one unit included in the frame to which the mask is applied. It can be.

일 실시예에 따른 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장되는 컴퓨터 프로그램이 개시된다. 상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨팅 장치에 의해 실행 시 상기 컴퓨팅 장치로 하여금 인공지능 기반의 예측 모델을 학습시키는 동작들을 수행하도록 하며, 상기 동작들은: TCR의 CDR3와 관련된 제 1 학습 데이터 세트를 획득하는 동작 - 상기 제 1 학습 데이터 세트는 인공지능 기반의 제 1 예측 모델의 학습에서 활용될 가이드 정보를 포함함 -, 상기 가이드 정보에 기초하여, 상기 제 1 학습 데이터 세트를 상기 제 1 예측 모델의 학습을 위해 전처리하는 동작, 및 상기 전처리된 제 1 학습 데이터 세트를 이용하여, 상기 제 1 예측 모델이 주조직 적합 복합체 및 펩타이드에 대응되는 TCR의 CDR3의 아미노산 서열을 예측하도록, 상기 제 1 예측 모델을 학습시키는 동작을 포함할 수 있다.A computer program stored in a computer readable storage medium according to an embodiment is disclosed. The computer program, when executed by a computing device, causes the computing device to perform operations for learning an artificial intelligence-based predictive model, the operations comprising: obtaining a first training data set related to CDR3 of the TCR - the The first training data set includes guide information to be used in learning the first prediction model based on artificial intelligence - Based on the guide information, the first training data set is preprocessed for learning the first prediction model and, using the preprocessed first training data set, learning the first predictive model so that the first predictive model predicts the amino acid sequence of CDR3 of the TCR corresponding to the major histocompatibility complex and the peptide. can include

일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치가 개시된다. 상기 컴퓨팅 장치는, 적어도 하나의 프로세서; 및 메모리를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는: TCR의 CDR3와 관련된 제 1 학습 데이터 세트를 획득하는 동작 - 상기 제 1 학습 데이터 세트는 인공지능 기반의 제 1 예측 모델의 학습에서 활용될 가이드 정보를 포함함 -, 상기 가이드 정보에 기초하여, 상기 제 1 학습 데이터 세트를 상기 제 1 예측 모델의 학습을 위해 전처리하는 동작, 및 상기 전처리된 제 1 학습 데이터 세트를 이용하여, 상기 제 1 예측 모델이 주조직 적합 복합체 및 펩타이드에 대응되는 TCR의 CDR3의 아미노산 서열을 예측하도록, 상기 제 1 예측 모델을 학습시키는 동작을 수행할 수 있다.A computing device according to an embodiment is disclosed. The computing device may include at least one processor; and memory. The at least one processor: Obtaining a first training data set related to CDR3 of the TCR, wherein the first training data set includes guide information to be used in learning a first prediction model based on artificial intelligence. Based on the guide information, pre-processing the first training data set for learning the first predictive model, and using the pre-processed first training data set, the first predictive model is the main histocompatibility complex and An operation of training the first prediction model to predict the amino acid sequence of CDR3 of the TCR corresponding to the peptide may be performed.

본 개시내용의 일 실시예에 따른 방법 및 장치는, pMHC와 결합가능한 TCR을 보다 효율적인 방식으로 그리고/또는 보다 정확하게 예측 또는 식별할 수 있다.The method and apparatus according to an embodiment of the present disclosure can more efficiently and/or more accurately predict or identify a TCR capable of binding to pMHC.

도 1은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 블록 구성도를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 인공지능 기반 모델의 예시적인 구조를 도시한다.
도 3은 본 개시내용의 일 실시예에 따라 TCR의 CDR3 서열을 포함하는 예측 결과를 생성하는 예측 모델의 학습 방법을 예시적으로 도시한다.
도 4a는 본 개시내용의 일 실시예에 따라, 전처리된 학습 데이터 세트를 통해 TCR의 CDR3 서열을 포함하는 예측 결과를 생성하는 예측 모델을 훈련하는 방법을 예시적으로 도시한다.
도 4b는 본 개시내용의 일 실시예에 따라, 전처리된 학습 데이터 세트를 통해 TCR의 CDR3 서열을 포함하는 예측 결과를 생성하는 예측 모델을 훈련하는 방법을 예시적으로 도시한다.
도 5는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 학습 데이터 세트 전처리 과정의 다양한 마스킹 방식들을 예시적으로 나타낸다.
도 6은 제 1 예측 모델을 통해 TCR의 CDR3 서열을 포함하는 예측 결과를 생성하는 방법을 예시적으로 도시한다.
도 7은 본 개시내용의 일 실시예에 따라 TCR의 CDR3 서열을 포함하는 예측 결과를 생성하는 방법을 예시적으로 도시한다.
도 8은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 환경의 개략도이다.
1 schematically illustrates a block configuration diagram of a computing device according to an embodiment of the present disclosure.
2 illustrates an exemplary structure of an artificial intelligence-based model according to an embodiment of the present disclosure.
3 exemplarily illustrates a method of learning a predictive model that generates a prediction result including a CDR3 sequence of a TCR according to an embodiment of the present disclosure.
4A exemplarily illustrates a method of training a predictive model that generates a predictive result including a CDR3 sequence of a TCR through a preprocessed training data set, according to an embodiment of the present disclosure.
4B exemplarily illustrates a method of training a predictive model that generates a predictive result including a CDR3 sequence of a TCR through a preprocessed training data set, according to an embodiment of the present disclosure.
5 exemplarily illustrates various masking schemes in a preprocessing process of a training data set according to an embodiment of the present disclosure.
6 exemplarily illustrates a method of generating a prediction result including the CDR3 sequence of the TCR through the first prediction model.
7 exemplarily illustrates a method of generating a prediction result comprising a CDR3 sequence of a TCR according to an embodiment of the present disclosure.
8 is a schematic diagram of a computing environment according to one embodiment of the present disclosure.

다양한 실시예들이 도면을 참조하여 설명된다. 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 개시내용의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 본 개시내용의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하기에 앞서, 본 개시내용의 기술적 요지와 직접적 관련이 없는 구성에 대해서는 본 발명의 기술적 요지를 흩뜨리지 않는 범위 내에서 생략하였음에 유의하여야 할 것이다. 또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 발명자가 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 적절한 용어의 개념을 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.Various embodiments are described with reference to the drawings. In this specification, various descriptions are presented to provide an understanding of the present disclosure. Prior to describing specific details for the implementation of the present disclosure, it should be noted that configurations not directly related to the technical gist of the present disclosure have been omitted within the scope of not distracting from the technical gist of the present invention. In addition, the terms or words used in this specification and claims have meanings consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that the inventor can define the concept of appropriate terms in order to best describe his/her invention. concept should be interpreted.

본 명세서에서 사용되는 용어 "컴포넌트", "모듈", "시스템", "부" 등은 컴퓨터-관련 엔티티, 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 소프트웨어 및 하드웨어의 조합, 또는 소프트웨어의 실행을 지칭하며, 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서상에서 실행되는 처리과정(procedure), 프로세서, 객체, 실행 스레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치에서 실행되는 애플리케이션 및 컴퓨팅 장치 모두 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트는 프로세서 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있다. 일 컴포넌트는 하나의 컴퓨터 내에 로컬화 될 수 있다. 일 컴포넌트는 2개 이상의 컴퓨터들 사이에 분배될 수 있다. 또한, 이러한 컴포넌트들은 그 내부에 저장된 다양한 데이터 구조들을 갖는 다양한 컴퓨터 판독가능한 매체로부터 실행할 수 있다. 컴포넌트들은 예를 들어 하나 이상의 데이터 패킷들을 갖는 신호(예를 들면, 로컬 시스템, 분산 시스템에서 다른 컴포넌트와 상호작용하는 하나의 컴포넌트로부터의 데이터 및/또는 신호를 통해 다른 시스템과 인터넷과 같은 네트워크를 통해 전송되는 데이터)에 따라 로컬 및/또는 원격 처리들을 통해 통신할 수 있다.As used herein, the terms "component", "module", "system", "unit", and the like refer to a computer-related entity, hardware, firmware, software, a combination of software and hardware, or an execution of software, and are interchangeable. can possibly be used. For example, a component may be, but is not limited to, a procedure, processor, object, thread of execution, program, and/or computer running on a processor. For example, both an application running on a computing device and a computing device may be components. One or more components may reside within a processor and/or thread of execution. A component can be localized within a single computer. A component may be distributed between two or more computers. Also, these components can execute from various computer readable media having various data structures stored thereon. Components may be connected, for example, via signals with one or more packets of data (e.g., data and/or signals from one component interacting with another component in a local system, distributed system) to other systems and over a network such as the Internet. data being transmitted) may communicate via local and/or remote processes.

더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the term “or” is intended to mean an inclusive “or” rather than an exclusive “or”. That is, unless otherwise specified or clear from the context, “X employs A or B” is intended to mean one of the natural inclusive substitutions. That is, X uses A; X uses B; Or, if X uses both A and B, "X uses either A or B" may apply to either of these cases. Also, the term "and/or" as used herein should be understood to refer to and include all possible combinations of one or more of the listed related items.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 다만, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Also, the terms "comprises" and/or "comprising" should be understood to mean that the features and/or components are present. However, it should be understood that the terms "comprises" and/or "comprising" do not exclude the presence or addition of one or more other features, elements, and/or groups thereof. Also, unless otherwise specified or where the context clearly indicates that a singular form is indicated, the singular in this specification and claims should generally be construed to mean "one or more".

그리고, "A 또는 B 중 적어도 하나" 또는 “A 및 B 중 적어도 하나” 라는 용어는, "A만을 포함하는 경우", "B 만을 포함하는 경우", "A와 B의 구성으로 조합된 경우"를 의미하는 것으로 해석되어야 한다. In addition, the term "at least one of A or B" or "at least one of A and B" means "includes only A", "includes only B", "includes A and B in combination" should be interpreted as meaning

당업자들은 추가적으로 여기서 개시된 실시예들과 관련되어 설명된 다양한 예시적인 논리적 구성요소들, 블록들, 모듈들, 회로들, 수단들, 로직들, 및 알고리즘들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양쪽 모두의 조합들로 구현될 수 있음을 인식해야 한다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호교환성을 명백하게 예시하기 위해, 다양한 예시적인 구성요소들, 블록들, 수단들, 로직들, 모듈들, 회로들, 및 단계들은 그들의 기능성 측면에서 일반적으로 위에서 설명되었다. 그러한 기능성이 하드웨어로 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 전반적인 시스템에 부과된 특정 어플리케이션(application) 및 설계 제한들에 달려 있다. 숙련된 기술자들은 각각의 특정 어플리케이션들을 위해 다양한 방법들로 설명된 기능성을 구현할 수 있다. 다만, 그러한 구현의 결정들이 본 개시내용의 영역을 벗어나게 하는 것으로 해석되어서는 안 된다.Those skilled in the art will further understand that the various illustrative logical components, blocks, modules, circuits, means, logics, and algorithms described in connection with the embodiments disclosed herein may be electronic hardware, computer software, or combinations of both. It should be recognized that it can be implemented as To clearly illustrate the interchangeability of hardware and software, various illustrative components, blocks, means, logics, modules, circuits, and steps have been described above generally in terms of their functionality. Whether such functionality is implemented in hardware or as software depends on the particular application and design constraints imposed on the overall system. Skilled artisans may implement the described functionality in varying ways for each particular application. However, such implementation decisions should not be interpreted as causing a departure from the scope of this disclosure.

제시된 실시예들에 대한 설명은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예 들로 한정되는 것이 아니다. 본 발명은 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다. The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to use or practice the present invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those skilled in the art of this disclosure. The general principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of this disclosure. Thus, the present invention is not limited to the embodiments presented herein. The present invention is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features set forth herein.

본 개시내용에서의 제 1, 제 2, 또는 제 3 과 같이 제 N 으로 표현되는 용어들은 적어도 하나의 엔티티들을 구분하기 위해 사용된다. 예를 들어, 제 1 과 제 2로 표현된 엔티티들은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.In the present disclosure, terms expressed as Nth, such as first, second, or third, are used to distinguish at least one entity. For example, entities represented as first and second may be the same as or different from each other.

본 개시내용에서는 설명의 편의를 위하여, MHC에 대한 일례로 인간 백혈구 항원(Human Leukocyte Antigen; HLA)을 예시적으로 사용하기로 한다. 따라서, 이하에서 사용되는 HLA 또는 MHC에 대한 설명은 MHC 또는 HLA에 대한 설명을 표현하기 위한 일례이며, 본 개시내용의 권리범위는 청구범위에 기재된 내용에 근거하여 결정될 것이며, HLA에 대한 예시를 통해 그 권리범위가 HLA로 제한 해석되지는 않아야 할 것이다. 이처럼, 본 개시내용에서의 HLA와 MHC는 서로 교환 가능하게 사용될 수 있다.In the present disclosure, for convenience of description, human leukocyte antigen (HLA) is exemplarily used as an example for MHC. Therefore, the description of HLA or MHC used below is an example for expressing a description of MHC or HLA, and the scope of the present disclosure will be determined based on the content described in the claims, through examples of HLA. The scope of the right should not be construed as limited to HLA. As such, HLA and MHC in the present disclosure may be used interchangeably.

본 개시내용에서 사용되는 용어, “인간 백혈구 항원(HLA)”은 인간의 MHC 유전자에 의해 생성되는 당단백 분자로, 인간이 가지고 있는 유전자 중에서 가장 큰 다형성(polymorphism)을 보이는 유전자이다. HLA 타입을 결정하는 HLA 타이핑은 장기이식, 면역치료, 질병관련 연구, 친자감별과 같은 부친시험, 법의학적 이용, 유전학적 연구 등의 다양한 분야에서 매우 활발하게 이용될 수 있다. As used in the present disclosure, the term “human leukocyte antigen (HLA)” is a glycoprotein molecule produced by the human MHC gene, and is a gene that shows the largest polymorphism among genes possessed by humans. HLA typing, which determines the HLA type, can be used very actively in various fields such as organ transplantation, immunotherapy, disease-related research, paternity tests such as paternity, forensic use, and genetic research.

본 개시내용에서의 HLA 타입은 예를 들어, HLA-A 타입, HLA-B 타입 및/또는 HLA-C 타입을 포함할 수 있다.An HLA type in the present disclosure may include, for example, an HLA-A type, an HLA-B type, and/or an HLA-C type.

본 개시내용에서의 MHC와 펩타이드의 결합체는 항원제시세포(antigen presenting cell, APC)에서 프로테아좀(proteasome)을 통한 가공을 거쳐 MHC class I 분자를 통한 펩타이드 항원 제시 복합체를 의미할 수 있다. 프로테아좀은 LMP-2와 LMP-7 (low molecular weight polypeptide)의 2개의 단위체들로 구성되어 있다. 이러한 2개의 프로테아좀의 단위체들은 MHC 유전자 내의 TAP-1과 TAP-2 유전자 부근에 위치하고 있다. 프로테아좀의 단위체들은 MHC I 분자에 결합하는 펩타이드의 분해에 특히 중요하다. 사이토카인인 인터페론 감마(IFN-γ)를 세포에 처리(treatment)하면, LMP-2와 LMP-7의 발현이 유도될 수 있다. LMP-2와 LMP-7의 발현은 프로테아좀의 기질 특이성에 변화를 초래하여, 펩타이드로의 분해 능력을 증가시킨다. LMP 단백질뿐만 아니라 MHC I, MECL-1 등의 항원제시에 관련된 단백질들이 IFN-γ에 의하여 발현이 증가하여, 항원제시 세포에서 항원제시가 증가될 수 있다.The conjugate of MHC and peptide in the present disclosure may mean a peptide antigen presenting complex through MHC class I molecules through processing through proteasome in antigen presenting cell (APC). The proteasome is composed of two units, LMP-2 and LMP-7 (low molecular weight polypeptide). These two proteasome units are located near the TAP-1 and TAP-2 genes in the MHC gene. The proteasome subunits are particularly important for the degradation of peptides bound to MHC I molecules. When cells are treated with the cytokine interferon gamma (IFN-γ), the expression of LMP-2 and LMP-7 can be induced. Expression of LMP-2 and LMP-7 results in a change in the substrate specificity of the proteasome, increasing its ability to degrade into peptides. IFN-γ increases the expression of proteins related to antigen presentation, such as MHC I and MECL-1, as well as LMP proteins, so that antigen presentation can be increased in antigen presenting cells.

MHC I 분자는 프로테아좀에 의해 분해된 펩타이드 항원뿐 아니라, 소포체 내에 존재하는 단백질분해효소에 의해 생성된 펩타이드와 결합하기도 한다.MHC I molecules bind not only to peptide antigens degraded by the proteasome, but also to peptides produced by proteolytic enzymes present in the endoplasmic reticulum.

타파신(tapasin)은 TAP-1(transporter associated with antigen processing)과 소포체(ER) 내에서 안정한 3차구조를 이룬 MHC I 사이의 교량 역할을 하고, 펩타이드가 들어오면 MHC I 복합체는 결합해있던 타파신과 TAP 단백질을 이탈하여 완전한 펩타이드-MHC class I 복합체가 된다.Tapasin serves as a bridge between TAP-1 (transporter associated with antigen processing) and MHC I, which has a stable tertiary structure in the endoplasmic reticulum (ER). It leaves the Shin and TAP proteins and becomes a complete peptide-MHC class I complex.

T세포 수용체(T cell receptor: TCR)에는 두 가지 종류가 있는데, 주로 TCRα와 TCRβ로 이루어져 있다. TCRα 사슬은 14번 염색체, TCRβ사슬은 7번 염색체에 각각 독립된 유전자좌에 있다. TCRβ는 이뮤노글로불린(immunoglobulin, Ig) 중쇄와 유사하게 V 유전자분절(segment), D 유전자분절, J 유전자분절, C 유전자분절로 구성되어있고 TCRα 사슬은 Ig 경쇄와 유사하게 D 유전자분절을 가지고있지 않으며, V, J, C 유전자분절로 이루어져 있다.There are two types of T cell receptor (TCR), mainly composed of TCRα and TCRβ. The TCRα chain is located on chromosome 14, and the TCRβ chain is located at an independent locus on chromosome 7. Similar to the immunoglobulin (Ig) heavy chain, TCRβ is composed of a V gene segment, a D gene segment, a J gene segment, and a C gene segment, and the TCRα chain has a D gene segment similar to an Ig light chain. It is composed of V, J, and C gene segments.

TCR의 재조합 과정은 B세포 수용체 재조합 과정과 유사한데, TCRα 사슬은 면역글로불린의 경쇄와 비슷하게 V,J 및 C 유전자분절에 의해 암호화되고 TCRβ 사슬은 DJ 결합 후 V 결합으로 형성된 V-D-J에 C가 결합하는 유전자 재조합 과정으로 형성된다. V-(D)-J의 연결은 RAG-1과 RAG-2(recombination-activating gene, 재조합 활성화 유전자)에 의해서 매개된다.The recombination process of the TCR is similar to that of the B cell receptor. The TCRα chain is encoded by the V, J and C gene segments, similar to the immunoglobulin light chain, and the TCRβ chain binds DJ to V-D-J, which is formed by V-D-J. formed through genetic recombination. The linkage of V-(D)-J is mediated by RAG-1 and RAG-2 (recombination-activating gene).

엔도뉴클레아제(endocuclease)에 의해 머리핀 구조의 절단이 일어나고, 이때 형성된 짧은 한 가닥의 DNA에 상보적인 P-뉴클레오티드가 첨가된다. 또한 절단 말단에 1 내지 20개의 뉴클레오티드가 무작위로 첨가될 수 있는데, 이들을 N-뉴클레오티드라 하며, 이 과정은 TdT(terminal deoxynucleotide transferase)에 의해 매개된다. P-와 N-뉴클레오티드는 T세포 수용체의 다양성을 증가시킨다.The hairpin structure is cleaved by an endonuclease, and a complementary P-nucleotide is added to the short strand of DNA formed at this time. In addition, 1 to 20 nucleotides may be randomly added to the cleavage ends, which are referred to as N-nucleotides, and this process is mediated by TdT (terminal deoxynucleotide transferase). P- and N-nucleotides increase the diversity of T-cell receptors.

T세포는 세포표면에 제시된 외부 항원만을 인지하는데, TCR과 MHC 분자의 펩타이드 결합 틈새부위에 제시된 항원-펩타이드 간 상호작용에 의해 성숙된 말초 T세포의 활성이 시작된다.T cells recognize only foreign antigens presented on the cell surface, and the activity of mature peripheral T cells is initiated by the interaction between antigens and peptides presented at the peptide binding cleft of TCR and MHC molecules.

특히 대부분의 immune profiling은 TCR 서열 내 CDR3 영역의 분석에 초점이 맞춰져 있다. CDR3 영역은 항원과 receptor 사이의 상호작용에 관여하는 중요 영역으로서, 가장 많은 변이가 확인된다.In particular, most immune profiling focuses on the analysis of the CDR3 region within the TCR sequence. The CDR3 region is an important region involved in the interaction between antigen and receptor, and the most mutations are identified.

도 1은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)의 블록 구성도를 개략적으로 도시한다. 1 schematically illustrates a block configuration diagram of a computing device 100 according to one embodiment of the present disclosure.

본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 프로세서(110) 및 메모리(130)를 포함할 수 있다.Computing device 100 according to an embodiment of the present disclosure may include a processor 110 and a memory 130 .

도 1에 도시된 컴퓨팅 장치(100)의 구성은 간략화 하여 나타낸 예시일 뿐이다. 본 개시의 일 실시예에서 컴퓨팅 장치(100)는 컴퓨팅 장치(100)의 컴퓨팅 환경을 수행하기 위한 다른 구성들이 포함될 수 있고, 개시된 구성들 중 일부만이 컴퓨팅 장치(100)를 구성할 수도 있다. The configuration of the computing device 100 shown in FIG. 1 is only a simplified example. In one embodiment of the present disclosure, the computing device 100 may include other components for performing a computing environment of the computing device 100, and only some of the disclosed components may constitute the computing device 100.

본 개시내용에서의 컴퓨팅 장치(100)는 본 개시내용의 실시예들을 구현하기 위한 시스템을 구성하는 임의의 형태의 노드를 의미할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 임의의 형태의 사용자 단말 또는 임의의 형태의 서버를 의미할 수 있다. 전술한 컴퓨팅 장치(100)의 컴포넌트들은 예시적인 것으로 일부가 제외될 수 있거나 또는 추가 컴포넌트가 포함될 수도 있다. 일례로, 전술한 컴퓨팅 장치(100)가 사용자 단말을 포함하는 경우, 출력부(미도시) 및 입력부(미도시)가 상기 컴퓨팅 장치(100)의 범위 내에 포함될 수 있다.The computing device 100 in the present disclosure may mean any type of node constituting a system for implementing embodiments of the present disclosure. The computing device 100 may refer to any type of user terminal or any type of server. Components of the aforementioned computing device 100 are exemplary and some may be excluded or additional components may be included. For example, when the aforementioned computing device 100 includes a user terminal, an output unit (not shown) and an input unit (not shown) may be included within the scope of the computing device 100 .

본 개시내용에서의 컴퓨팅 장치(100)는 후술될 본 개시내용의 실시예들에 따른 기술적 특징들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 MHC 및 펩타이드 대응되는 입력 데이터를 이용하는 인공지능 기반의 예측 모델을 사용하여, 입력 데이터에 대응되는 TCR의 CDR3 서열을 포함하는 예측 결과를 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 피검체로부터 획득된 시료로부터 MHC 및 펩타이드에 대한 정보를 획득하고, MHC 및 펩타이드에 대한 정보를 기반으로 TCR의 CDR3에 대응되는 예측 결과를 생성할 수 있다.The computing device 100 in the present disclosure may perform technical features according to embodiments of the present disclosure to be described later. For example, the computing device 100 may generate a prediction result including the CDR3 sequence of the TCR corresponding to the input data using an artificial intelligence-based prediction model using input data corresponding to MHC and peptide. For example, the computing device 100 may obtain information on MHC and peptides from a sample obtained from a subject, and generate a prediction result corresponding to CDR3 of the TCR based on the information on MHC and peptides.

본 개시내용의 일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 염기 서열 분석(예컨대, Next Generation Sequencing)를 수행한 결과를 서버 또는 외부 엔티티 등으로부터 획득할 수 있다. 다른 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 피검체 유래의 생물학적 시료로부터 획득된 유전자 데이터(예컨대, DNA 또는 RNA)에 대한 염기 서열 분석을 수행할 수도 있다. 본 개시내용에서 사용되는 용어, 염기서열 분석은 염기의 서열을 분석할 수 있는 임의의 형태의 기법들에 의해 수행될 수 있으며, 예를 들어, 전장 유전체 염기서열 분석(whole genome sequencing), 전체 엑솜 염기서열 분석(whole exome sequencing) 또는 전체 전사체 염기서열 분석(whole transcriptome sequencing)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In one embodiment of the present disclosure, the computing device 100 may obtain a result of base sequence analysis (eg, Next Generation Sequencing) from a server or an external entity. In another embodiment, the computing device 100 may perform nucleotide sequence analysis on genetic data (eg, DNA or RNA) obtained from a biological sample derived from a subject. The term used in the present disclosure, sequencing may be performed by any type of technique capable of analyzing the sequence of bases, for example, whole genome sequencing, whole exome It may include, but is not limited to, whole exome sequencing or whole transcriptome sequencing.

본 개시내용에서 사용되는 용어, 피검체는 주조직 적합 복합체(MHC), 펩타이드 및/또는 이들의 결합체(complex)를 포함하는 생물학적 시료를 획득하기 위한 대상체 또는 개체를 의미할 수 있다. As used in the present disclosure, a subject may refer to a subject or individual for obtaining a biological sample containing a major histocompatibility complex (MHC), a peptide, and/or a complex thereof.

본 개시내용에서 사용되는 용어, 시료는 MHC 타입을 결정하고자 하는 개체 또는 대상체로부터 획득된 것이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어 생검 등으로 얻어진 세포나 조직, 혈액, 전혈, 혈청, 혈장, 타액, 뇌척수액, 각종 분비물, 소변 및/또는 대변 등일 수 있다. 바람직하게 시료는 혈액, 혈장, 혈청, 타액, 비액, 객담, 복수, 질 분비물 및/또는 소변으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 보다 바람직하게는 혈액, 혈장 또는 혈청일 수 있다. 상기 시료는 검출 또는 진단에 사용하기 전에 사전 처리할 수 있다. 예를 들어, 사전처리 방법은 균질화(homogenization), 여과, 증류, 추출, 농축, 방해 성분의 불활성화, 및/또는 시약의 첨가 등을 포함할 수 있다. 본 개시내용에서, 생물학적 시료는 조직, 세포, 전혈, 및/또는 혈액인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.As used in the present disclosure, the term, sample, can be used without limitation as long as it is obtained from an individual or subject whose MHC type is to be determined, and for example, cells or tissues obtained by biopsy, blood, whole blood, serum, plasma, saliva, It may be cerebrospinal fluid, various secretions, urine and/or feces, and the like. Preferably, the sample may be selected from the group consisting of blood, plasma, serum, saliva, nasal fluid, sputum, ascites, vaginal secretion and/or urine, and more preferably blood, plasma or serum. The sample may be pre-treated prior to use in detection or diagnosis. For example, pretreatment methods may include homogenization, filtration, distillation, extraction, concentration, inactivation of interfering components, and/or addition of reagents, and the like. In the present disclosure, a biological sample may be tissue, cell, whole blood, and/or blood, but is not limited thereto.

일 실시예에서, 프로세서(110)는 적어도 하나의 코어로 구성될 수 있으며, 컴퓨팅 장치(100)의 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 범용 그래픽 처리 장치 (GPGPU: general purpose graphics processing unit), 텐서 처리 장치(TPU: tensor processing unit) 등의 데이터 분석 및/또는 처리를 위한 프로세서를 포함할 수 있다. In one embodiment, the processor 110 may include at least one core, and may include a central processing unit (CPU) or a general purpose graphics processing unit (GPGPU) of the computing device 100 . , a processor for data analysis and/or processing, such as a tensor processing unit (TPU).

프로세서(110)는 메모리(130)에 저장된 컴퓨터 프로그램을 판독하여 본 개시내용의 일 실시예에 따라, TCR의 CDR3 서열을 포함하는 예측 결과를 생성할 수 있다.The processor 110 may read the computer program stored in the memory 130 to generate a prediction result including the CDR3 sequence of the TCR according to an embodiment of the present disclosure.

본 개시의 일 실시예에 따라 프로세서(110)는 신경망의 학습을 위한 연산을 수행할 수도 있다. 프로세서(110)는 딥러닝(DL: deep learning)에서 학습을 위한 입력 데이터의 처리, 입력 데이터에서의 피쳐 추출, 오차 계산, 역전파(backpropagation)를 이용한 신경망의 가중치 업데이트 등의 신경망의 학습을 위한 계산을 수행할 수 있다. 프로세서(110)의 CPU, GPGPU, 및 TPU 중 적어도 하나가 네트워크 함수의 학습을 처리할 수 있다. 예를 들어, CPU 와 GPGPU가 함께 네트워크 함수의 학습, 네트워크 함수를 이용한 데이터 분류를 처리할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에서 복수의 컴퓨팅 장치들의 프로세서들을 함께 사용하여 네트워크 함수의 학습, 네트워크 함수를 이용한 데이터 분류를 처리할 수도 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치에서 수행되는 컴퓨터 프로그램은 CPU, GPGPU 또는 TPU 실행가능 프로그램일 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the processor 110 may perform an operation for learning a neural network. The processor 110 is used for neural network learning, such as processing input data for learning in deep learning (DL), extracting features from input data, calculating errors, and updating neural network weights using backpropagation. calculations can be performed. At least one of the CPU, GPGPU, and TPU of the processor 110 may process learning of the network function. For example, the CPU and GPGPU can process learning of network functions and data classification using network functions. In addition, in one embodiment of the present disclosure, learning of a network function and data classification using a network function may be processed by using processors of a plurality of computing devices together. In addition, a computer program executed in a computing device according to an embodiment of the present disclosure may be a CPU, GPGPU or TPU executable program.

추가적으로, 프로세서(110)는 통상적으로 컴퓨팅 장치(100)의 전반적인 동작을 처리할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 컴퓨팅 장치(100)에 포함된 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 데이터, 정보, 또는 신호 등을 처리하거나 저장부에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.Additionally, the processor 110 may typically handle overall operations of the computing device 100 . For example, the processor 110 processes data, information, signals, etc. input or output through components included in the computing device 100 or drives an application program stored in a storage unit, thereby providing appropriate information or information to the user. A function can be provided or processed.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(130)는 프로세서(110)가 생성하거나 결정한 임의의 형태의 정보 및 컴퓨팅 장치(100)가 수신한 임의의 형태의 정보를 저장할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(130)는 프로세서(110)가 본 개시의 실시예들에 따른 동작을 수행하도록 하는 컴퓨터 소프트웨어를 저장하는 저장매체 일 수 있다. 따라서, 메모리(130)는 본 개시내용에 실시예들을 수행하는 데 필요한 소프트웨어 코드, 코드의 실행 대상이 되는 데이터, 코드의 실행 결과를 저장하기 위한 컴퓨터 판독 매체들을 의미할 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, memory 130 may store any type of information generated or determined by processor 110 and any type of information received by computing device 100 . According to one embodiment of the present disclosure, the memory 130 may be a storage medium that stores computer software that causes the processor 110 to perform operations according to embodiments of the present disclosure. Accordingly, the memory 130 may refer to computer readable media for storing software codes necessary for performing embodiments of the present disclosure, data subject to execution of the codes, and results of execution of the codes.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(130)는 임의의 타입의 저장 매체를 의미할 수 있다 예를 들어, 메모리(130)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 인터넷(internet) 상에서 상기 메모리(130)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다. 전술한 메모리에 대한 기재는 예시일 뿐, 본 개시내용에서 사용되는 메모리(130)는 전술한 예시들로 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present disclosure, the memory 130 may refer to any type of storage medium. For example, the memory 130 may be a flash memory type, a hard disk type ), multimedia card micro type, card type memory (eg SD or XD memory, etc.), RAM (Random Access Memory, RAM), SRAM (Static Random Access Memory), ROM (Read-Only memory, ROM), electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), programmable read-only memory (PROM), magnetic memory, magnetic disk, and optical disk. The computing device 100 may operate in relation to a web storage that performs a storage function of the memory 130 on the Internet. The description of the above memory is only an example, and the memory 130 used in the present disclosure is not limited to the above example.

본 개시내용에서의 통신부(미도시)는 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 단거리 통신망(PAN: Personal Area Network), 근거리 통신망(WAN: Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 네트워크부(150) 공지의 월드와이드웹(WWW: World Wide Web) 기반으로 동작할 수 있으며, 적외선(IrDA: Infrared Data Association) 또는 블루투스(Bluetooth)와 같이 단거리 통신에 이용되는 무선 전송 기술을 이용할 수도 있다.The communication unit (not shown) in the present disclosure may be configured regardless of its communication mode, such as wired and wireless, and may be configured in various communication networks such as a personal area network (PAN) and a wide area network (WAN). can be configured. In addition, the network unit 150 may operate based on the known World Wide Web (WWW), and a wireless transmission technology used for short-range communication such as Infrared Data Association (IrDA) or Bluetooth. can also be used.

본 개시내용에서의 컴퓨팅 장치(100)는 임의의 형태의 사용자 단말 및/또는 임의의 형태의 서버를 포함할 수 있다. 따라서, 본 개시내용의 실시예들은 서버 및/또는 사용자 단말에 의해 수행될 수 있다.The computing device 100 in the present disclosure may include any type of user terminal and/or any type of server. Accordingly, embodiments of the present disclosure may be performed by a server and/or a user terminal.

사용자 단말은 서버 또는 다른 컴퓨팅 장치와 상호작용 가능한 임의의 형태의 단말을 포함할 수 있다. 사용자 단말은 예를 들어, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), PDA(personal digital assistants), 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC) 및 울트라북(ultrabook)을 포함할 수 있다. A user terminal may include any type of terminal capable of interacting with a server or other computing device. User terminals include, for example, mobile phones, smart phones, laptop computers, personal digital assistants (PDAs), slate PCs, tablet PCs, and ultrabooks. can include

서버는 예를 들어, 마이크로프로세서, 메인프레임 컴퓨터, 디지털 프로세서, 휴대용 디바이스 및 디바이스 제어기 등과 같은 임의의 타입의 컴퓨팅 시스템 또는 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다. A server may include any type of computing system or computing device, such as, for example, microprocessors, mainframe computers, digital processors, portable devices and device controllers, and the like.

추가적인 실시예에서 전술한 서버는 TCR 정보, 면역펩티돔 정보, 펩타이드 시퀀스의 정보, 염기 서열 정보 또는 유전자 정보를 저장 및 관리하는 엔티티를 의미할 수도 있다. 서버는 면역펩티돔 정보, 펩타이드 서열의 정보, 위치 별 아미노산 식별자들의 정보, 염기 서열 정보, 유전자 정보 또는 데이터베이스(예를 들어, McPAS, TCR3F, huARdb, VDJdb, IMGT)의 신뢰도 정보 등을 저장하기 위한 저장부(미도시)를 포함할 수 있으며, 저장부는 서버내에 포함되거나 혹은 서버의 관리 하에 존재할 수 있다. 다른 예시로, 저장부는 서버 외부에 존재하여 서버와 통신가능한 형태로 구현될 수도 있다. 이 경우 서버와는 상이한 다른 외부 서버에 의해 저장부가 관리 및 제어될 수 있다.In a further embodiment, the aforementioned server may refer to an entity that stores and manages TCR information, immunopeptidome information, peptide sequence information, base sequence information, or gene information. The server is used to store immunopeptidome information, peptide sequence information, positional amino acid identifier information, nucleotide sequence information, gene information or database (eg, McPAS, TCR3F, huARdb, VDJdb, IMGT) reliability information, etc. It may include a storage unit (not shown), and the storage unit may be included in a server or may exist under the management of a server. As another example, the storage unit may exist outside the server and may be implemented in a form capable of communicating with the server. In this case, the storage unit may be managed and controlled by another external server different from the server.

도 2는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 인공지능 기반 모델의 예시적인 구조를 도시한다.2 illustrates an exemplary structure of an artificial intelligence-based model according to an embodiment of the present disclosure.

본 명세서에 걸쳐, 예측 모델, 인공지능 기반의 예측 모델, 인공지능 모델, 인공지능 기반 모델, 연산 모델, 신경망, 네트워크 함수, 뉴럴 네트워크(neural network)는 동일한 의미로 사용될 수 있다. Throughout this specification, the terms predictive model, artificial intelligence-based predictive model, artificial intelligence model, artificial intelligence-based model, computational model, neural network, network function, and neural network may be used interchangeably.

신경망은 일반적으로 노드라 지칭될 수 있는 상호 연결된 계산 단위들의 집합으로 구성될 수 있다. 이러한 노드들은 뉴런(neuron)들로 지칭될 수도 있다. 신경망은 적어도 하나 이상의 노드들을 포함하여 구성된다. 신경망들을 구성하는 노드(또는 뉴런)들은 하나 이상의 링크에 의해 상호 연결될 수 있다.A neural network may consist of a set of interconnected computational units, which may generally be referred to as nodes. These nodes may also be referred to as neurons. A neural network includes one or more nodes. Nodes (or neurons) constituting neural networks may be interconnected by one or more links.

신경망 내에서, 링크를 통해 연결된 하나 이상의 노드들은 상대적으로 입력 노드 및 출력 노드의 관계를 형성할 수 있다. 입력 노드 및 출력 노드의 개념은 상대적인 것으로서, 하나의 노드에 대하여 출력 노드 관계에 있는 임의의 노드는 다른 노드와의 관계에서 입력 노드 관계에 있을 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다. 상술한 바와 같이, 입력 노드 대 출력 노드 관계는 링크를 중심으로 생성될 수 있다. 하나의 입력 노드에 하나 이상의 출력 노드가 링크를 통해 연결될 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다. In a neural network, one or more nodes connected through a link may form a relative relationship of an input node and an output node. The concept of an input node and an output node is relative, and any node in an output node relationship with one node may have an input node relationship with another node, and vice versa. As described above, an input node to output node relationship may be created around a link. More than one output node can be connected to one input node through a link, and vice versa.

하나의 링크를 통해 연결된 입력 노드 및 출력 노드 관계에서, 출력 노드의 데이터는 입력 노드에 입력된 데이터에 기초하여 그 값이 결정될 수 있다. 여기서 입력 노드와 출력 노드를 상호 연결하는 링크는 가중치(weight)를 가질 수 있다. 가중치는 가변적일 수 있으며, 신경망이 원하는 기능을 수행하기 위해, 사용자 또는 알고리즘에 의해 가변 될 수 있다. 예를 들어, 하나의 출력 노드에 하나 이상의 입력 노드가 각각의 링크에 의해 상호 연결된 경우, 출력 노드는 상기 출력 노드와 연결된 입력 노드들에 입력된 값들 및 각각의 입력 노드들에 대응하는 링크에 설정된 가중치에 기초하여 출력 노드 값을 결정할 수 있다.In a relationship between an input node and an output node connected through one link, the value of data of the output node may be determined based on data input to the input node. Here, a link interconnecting an input node and an output node may have a weight. The weight may be variable, and may be changed by a user or an algorithm in order to perform a function desired by the neural network. For example, when one or more input nodes are interconnected by respective links to one output node, the output node is set to a link corresponding to values input to input nodes connected to the output node and respective input nodes. An output node value may be determined based on the weight.

상술한 바와 같이, 신경망은 하나 이상의 노드들이 하나 이상의 링크를 통해 상호 연결되어 신경망 내에서 입력 노드 및 출력 노드 관계를 형성한다. 신경망 내에서 노드들과 링크들의 개수 및 노드들과 링크들 사이의 연관관계, 링크들 각각에 부여된 가중치의 값에 따라, 신경망의 특성이 결정될 수 있다. 예를 들어, 동일한 개수의 노드 및 링크들이 존재하고, 링크들의 가중치 값이 상이한 두 신경망이 존재하는 경우, 두 개의 신경망들은 서로 상이한 것으로 인식될 수 있다.As described above, in the neural network, one or more nodes are interconnected through one or more links to form an input node and output node relationship in the neural network. Characteristics of the neural network may be determined according to the number of nodes and links in the neural network, an association between the nodes and links, and a weight value assigned to each link. For example, when there are two neural networks having the same number of nodes and links and different weight values of the links, the two neural networks may be recognized as different from each other.

신경망은 하나 이상의 노드들의 집합으로 구성될 수 있다. 신경망을 구성하는 노드들의 부분 집합은 레이어(layer)를 구성할 수 있다. 신경망을 구성하는 노드들 중 일부는, 최초 입력 노드로부터의 거리들에 기초하여, 하나의 레이어(layer)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 최초 입력 노드로부터 거리가 n인 노드들의 집합은, n 레이어를 구성할 수 있다. 최초 입력 노드로부터 거리는, 최초 입력 노드로부터 해당 노드까지 도달하기 위해 거쳐야 하는 링크들의 최소 개수에 의해 정의될 수 있다. 그러나, 이러한 레이어의 정의는 설명을 위한 임의적인 것으로서, 신경망 내에서 레이어의 차수는 상술한 것과 상이한 방법으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 노드들의 레이어는 최종 출력 노드로부터 거리에 의해 정의될 수도 있다.A neural network may be composed of a set of one or more nodes. A subset of nodes constituting a neural network may constitute a layer. Some of the nodes constituting the neural network may form one layer based on distances from the first input node. For example, a set of nodes having a distance of n from the first input node may constitute n layers. The distance from the first input node may be defined by the minimum number of links that must be passed through to reach the corresponding node from the first input node. However, the definition of such a layer is arbitrary for explanation, and the order of a layer in a neural network may be defined in a method different from the above. For example, a layer of nodes may be defined by a distance from a final output node.

본 개시내용의 일 실시예에서, 뉴런들 또는 노드들의 집합은 레이어라는 표현으로 정의될 수 있다. In one embodiment of the present disclosure, a set of neurons or nodes may be defined as a layer.

최초 입력 노드는 신경망 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서 링크를 거치지 않고 데이터가 직접 입력되는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또는, 신경망 네트워크 내에서, 링크를 기준으로 한 노드 간의 관계에 있어서, 링크로 연결된 다른 입력 노드들을 가지지 않는 노드들을 의미할 수 있다. 이와 유사하게, 최종 출력 노드는 신경망 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서, 출력 노드를 가지지 않는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또한, 히든 노드는 최초 입력 노드 및 최후 출력 노드가 아닌 신경망을 구성하는 노드들을 의미할 수 있다. An initial input node may refer to one or more nodes to which data is directly input without going through a link in relation to other nodes among nodes in the neural network. Alternatively, in a relationship between nodes based on a link in a neural network, it may mean nodes that do not have other input nodes connected by a link. Similarly, the final output node may refer to one or more nodes that do not have an output node in relation to other nodes among nodes in the neural network. Also, the hidden node may refer to nodes constituting the neural network other than the first input node and the last output node.

본 개시의 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수와 동일할 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 감소하다가 다시 증가하는 형태의 신경망일 수 있다. 또한, 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수 보다 적을 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 감소하는 형태의 신경망일 수 있다. 또한, 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수보다 많을 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 증가하는 형태의 신경망일 수 있다. 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 신경망은 상술한 신경망들의 조합된 형태의 신경망일 수 있다.In the neural network according to an embodiment of the present disclosure, the number of nodes in the input layer may be the same as the number of nodes in the output layer, and the number of nodes decreases and then increases again as the number of nodes progresses from the input layer to the hidden layer. can In addition, the neural network according to another embodiment of the present disclosure may be a neural network in which the number of nodes of the input layer may be less than the number of nodes of the output layer and the number of nodes decreases as the number of nodes increases from the input layer to the hidden layer. there is. In addition, the neural network according to another embodiment of the present disclosure is a neural network in which the number of nodes in the input layer may be greater than the number of nodes in the output layer, and the number of nodes increases as the number of nodes increases from the input layer to the hidden layer. can A neural network according to another embodiment of the present disclosure may be a neural network in the form of a combination of the aforementioned neural networks.

딥 뉴럴 네트워크(DNN: deep neural network, 심층신경망)는 입력 레이어와 출력 레이어 외에 복수의 히든 레이어를 포함하는 신경망을 의미할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크를 이용하면 데이터의 잠재적인 구조(latent structures)를 파악할 수 있다. 즉, 사진, 글, 비디오, 음성, 단백질 시퀀스 구조, 유전자 시퀀스 구조, 펩타이드 서열의 구조, 아미노산 서열의 구조, 음악의 잠재적인 구조(예를 들어, 어떤 물체가 사진에 있는지, 글의 내용과 감정이 무엇인지, 음성의 내용과 감정이 무엇인지 등), TCR과 pMHC 간의 결합 친화도 및/또는 펩타이드와 MHC 간의 결합 친화도를 파악할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크는 컨볼루션 뉴럴 네트워크(CNN: convolutional neural network), 리커런트 뉴럴 네트워크(RNN: recurrent neural network), 오토 인코더(auto encoder), 적대적 생성 네트워크(GAN: Generative Adversarial Network), 제한 볼츠만 머신(RBM: restricted boltzmann machine), 심층 신뢰 네트워크(DBN: deep belief network), Q 네트워크, U 네트워크, 샴 네트워크, 등을 포함할 수 있다. 전술한 딥 뉴럴 네트워크의 기재는 예시일 뿐이며 본 개시는 이에 제한되지 않는다.A deep neural network (DNN) may refer to a neural network including a plurality of hidden layers in addition to an input layer and an output layer. Deep neural networks can reveal latent structures in data. That is, the structure of a photograph, text, video, audio, protein sequence structure, gene sequence structure, peptide sequence structure, amino acid sequence structure, music's latent structure (e.g. what objects are in a photograph, text content and emotion). what it is, what the content and emotion of the voice are, etc.), the binding affinity between TCR and pMHC, and/or the binding affinity between peptide and MHC. Deep neural networks include convolutional neural networks (CNNs), recurrent neural networks (RNNs), auto encoders, generative adversarial networks (GANs), restricted Boltzmann machines ( It may include a restricted boltzmann machine (RBM), a deep belief network (DBN), a Q network, a U network, a Siamese network, and the like. The description of the deep neural network described above is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.

일례로, 본 개시내용의 인공지능 기반의 예측 모델은, 인공지능 기반의 예측 모델은, RNN(Recurrent Neural Network), LSTM(Long Short Term Memory) 네트워크, BERT(Bidirectional Encoder Representations from Transformers), 또는 SpanBERT(Span Bidirectional Encoder Representations from Transformers)를 포함할 수 있다.As an example, the artificial intelligence-based predictive model of the present disclosure, the artificial intelligence-based predictive model, RNN (Recurrent Neural Network), LSTM (Long Short Term Memory) network, BERT (Bidirectional Encoder Representations from Transformers), or SpanBERT (Span Bidirectional Encoder Representations from Transformers).

본 개시내용의 인공지능 기반의 예측 모델은 입력 레이어, 히든 레이어 및 출력 레이어를 포함하는 전술한 임의의 구조의 네트워크 구조에 의해 표현될 수 있다.The artificial intelligence-based predictive model of the present disclosure may be represented by a network structure of any of the foregoing structures including an input layer, a hidden layer, and an output layer.

본 개시내용의 인공지능 기반 모델에서 사용될 수 있는 뉴럴 네트워크는 지도 학습(supervised learning), 비지도 학습(unsupervised learning), 반지도학습(semi supervised learning), 또는 강화학습(reinforcement learning) 중 적어도 하나의 방식으로 학습될 수 있다. 뉴럴 네트워크의 학습은 뉴럴 네트워크가 특정한 동작을 수행하기 위한 지식을 뉴럴 네트워크에 적용하는 과정일 수 있다. 일례로, 본 개시내용의 일 실시예에 따른 예측 모델은, 아미노산 서열들을 구성하는 프레임 또는 유닛 중 적어도 일부에 마스크(mask)를 적용한 이후, 마스킹된(masked) 프레임 또는 유닛을 맞추는 반-지도 학습(semi-supervised learning) 방법으로 학습될 수 있다.A neural network that can be used in the artificial intelligence-based model of the present disclosure is at least one of supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning. can be learned in this way. Learning of the neural network may be a process of applying knowledge for the neural network to perform a specific operation to the neural network. For example, the predictive model according to an embodiment of the present disclosure applies a mask to at least some of the frames or units constituting amino acid sequences, and then semi-supervised learning to fit the masked frames or units. (semi-supervised learning) method.

뉴럴 네트워크는 출력의 오류를 최소화하는 방향으로 학습될 수 있다. 뉴럴 네트워크의 학습에서 반복적으로 학습 데이터를 뉴럴 네트워크에 입력시키고 학습 데이터에 대한 뉴럴 네트워크의 출력과 타겟의 에러를 계산하고, 에러를 줄이기 위한 방향으로 뉴럴 네트워크의 에러를 뉴럴 네트워크의 출력 레이어에서부터 입력 레이어 방향으로 역전파(backpropagation)하여 뉴럴 네트워크의 각 노드의 가중치를 업데이트 하는 과정이다. 지도 학습의 경우 각각의 학습 데이터에 정답이 라벨링되어있는 학습 데이터를 사용하며(즉, 라벨링된 학습 데이터), 비지도 학습의 경우는 각각의 학습 데이터에 정답이 라벨링되어 있지 않을 수 있다. 즉, 예를 들어 데이터 분류에 관한 지도 학습의 경우의 학습 데이터는 학습 데이터 각각에 카테고리가 라벨링 된 데이터 일 수 있다. 라벨링된 학습 데이터가 뉴럴 네트워크에 입력되고, 뉴럴 네트워크의 출력(카테고리)과 학습 데이터의 라벨을 비교함으로써 오류(error)가 계산될 수 있다. 다른 예로, 데이터 분류에 관한 비지도 학습의 경우 입력인 학습 데이터가 뉴럴 네트워크 출력과 비교됨으로써 오류가 계산될 수 있다. 계산된 오류는 뉴럴 네트워크에서 역방향(즉, 출력 레이어에서 입력 레이어 방향)으로 역전파 되며, 역전파에 따라 뉴럴 네트워크의 각 레이어의 각 노드들의 연결 가중치가 업데이트 될 수 있다. 업데이트 되는 각 노드의 연결 가중치는 학습률(learning rate)에 따라 변화량이 결정될 수 있다. 입력 데이터에 대한 뉴럴 네트워크의 계산과 에러의 역전파는 학습 사이클(epoch)을 구성할 수 있다. 학습률은 뉴럴 네트워크의 학습 사이클의 반복 횟수에 따라 상이하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 뉴럴 네트워크의 학습 초기에는 높은 학습률을 사용하여 뉴럴 네트워크가 빠르게 일정 수준의 성능을 확보하도록 하여 효율성을 높이고, 학습 후기에는 낮은 학습률을 사용하여 정확도를 높일 수 있다.A neural network can be trained in a way that minimizes output errors. In the learning of the neural network, the learning data is repeatedly input into the neural network, the output of the neural network for the training data and the error of the target are calculated, and the error of the neural network is transferred from the output layer of the neural network to the input layer in the direction of reducing the error. It is a process of updating the weight of each node of the neural network by backpropagating in the same direction. In the case of supervised learning, each learning data is labeled with the correct answer (ie, labeled learning data), and in the case of unsupervised learning, the correct answer may not be labeled in each learning data. That is, for example, learning data in the case of supervised learning related to data classification may be data in which each learning data is labeled with a category. Labeled training data is input to a neural network, and an error may be calculated by comparing an output (category) of the neural network and a label of the training data. As another example, in the case of unsupervised learning for data classification, an error may be calculated by comparing input learning data with a neural network output. The calculated error is back-propagated in a reverse direction (ie, from the output layer to the input layer) in the neural network, and the connection weight of each node of each layer of the neural network may be updated according to the back-propagation. The amount of change in the connection weight of each updated node may be determined according to a learning rate. The neural network's computation of input data and backpropagation of errors can constitute a learning cycle (epoch). The learning rate may be applied differently according to the number of iterations of the learning cycle of the neural network. For example, a high learning rate may be used in the early stage of neural network training to increase efficiency by allowing the neural network to quickly obtain a certain level of performance, and a low learning rate may be used in the late stage to increase accuracy.

뉴럴 네트워크의 학습에서 일반적으로 학습 데이터는 실제 데이터(즉, 학습된 뉴럴 네트워크를 이용하여 처리하고자 하는 데이터)의 부분집합일 수 있으며, 따라서, 학습 데이터에 대한 오류는 감소하나 실제 데이터에 대해서는 오류가 증가하는 학습 사이클이 존재할 수 있다. 과적합(overfitting)은 이와 같이 학습 데이터에 과하게 학습하여 실제 데이터에 대한 오류가 증가하는 현상이다. 예를 들어, 노란색 고양이를 보여 고양이를 학습한 뉴럴 네트워크가 노란색 이외의 고양이를 보고는 고양이임을 인식하지 못하는 현상이 과적합의 일종일 수 있다. 과적합은 머신러닝 알고리즘의 오류를 증가시키는 원인으로 작용할 수 있다. 이러한 과적합을 막기 위하여 다양한 최적화 방법이 사용될 수 있다. 과적합을 막기 위해서는 학습 데이터를 증가시키거나, 레귤라리제이션(regularization), 학습의 과정에서 네트워크의 노드 일부를 비활성화하는 드롭아웃(dropout), 배치 정규화 레이어(batch normalization layer)의 활용 등의 방법이 적용될 수 있다.In neural network learning, generally, training data can be a subset of real data (ie, data to be processed using the trained neural network), and therefore, errors for training data are reduced, but errors for real data are reduced. There may be incremental learning cycles. Overfitting is a phenomenon in which errors for actual data increase due to excessive learning on training data. For example, a phenomenon in which a neural network that has learned a cat by showing a yellow cat does not recognize that it is a cat when it sees a cat other than yellow may be a type of overfitting. Overfitting can act as a cause of increasing the error of machine learning algorithms. Various optimization methods can be used to prevent such overfitting. In order to prevent overfitting, methods such as increasing the training data, regularization, inactivating some nodes in the network during learning, and using a batch normalization layer are methods. can be applied

본 개시의 일 실시예에 따른 데이터 구조를 저장한 컴퓨터 판독가능 매체가 개시된다. 전술한 데이터 구조는 본 개시내용에서의 저장부에 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행될 수 있으며 그리고 통신부에 의해 송수신될 수 있다.A computer readable medium storing a data structure according to an embodiment of the present disclosure is disclosed. The above-described data structure may be stored in a storage unit in the present disclosure, executed by a processor, and transmitted and received by a communication unit.

데이터 구조는 데이터에 효율적인 접근 및 수정을 가능하게 하는 데이터의 조직, 관리, 저장을 의미할 수 있다. 데이터 구조는 특정 문제(예를 들어, 최단 시간으로 데이터 검색, 데이터 저장, 데이터 수정) 해결을 위한 데이터의 조직을 의미할 수 있다. 데이터 구조는 특정한 데이터 처리 기능을 지원하도록 설계된, 데이터 요소들 간의 물리적이거나 논리적인 관계로 정의될 수도 있다. 데이터 요소들 간의 논리적인 관계는 사용자 정의 데이터 요소들 간의 연결관계를 포함할 수 있다. 데이터 요소들 간의 물리적인 관계는 컴퓨터 판독가능 저장매체(예를 들어, 영구 저장 장치)에 물리적으로 저장되어 있는 데이터 요소들 간의 실제 관계를 포함할 수 있다. 데이터 구조는 구체적으로 데이터의 집합, 데이터 간의 관계, 데이터에 적용할 수 있는 함수 또는 명령어를 포함할 수 있다. 효과적으로 설계된 데이터 구조를 통해 컴퓨팅 장치는 컴퓨팅 장치의 자원을 최소한으로 사용하면서 연산을 수행할 수 있다. 구체적으로 컴퓨팅 장치는 효과적으로 설계된 데이터 구조를 통해 연산, 읽기, 삽입, 삭제, 비교, 교환, 검색의 효율성을 높일 수 있다.Data structure can refer to the organization, management, and storage of data that enables efficient access and modification of data. Data structure may refer to the organization of data to solve a specific problem (eg, data retrieval, data storage, data modification in the shortest time). A data structure may be defined as a physical or logical relationship between data elements designed to support a specific data processing function. A logical relationship between data elements may include a connection relationship between user-defined data elements. A physical relationship between data elements may include an actual relationship between data elements physically stored in a computer-readable storage medium (eg, a persistent storage device). The data structure may specifically include a set of data, a relationship between data, and a function or command applicable to the data. Through an effectively designed data structure, a computing device can perform calculations while using minimal resources of the computing device. Specifically, the computing device can increase the efficiency of operation, reading, insertion, deletion, comparison, exchange, and search through an effectively designed data structure.

데이터 구조는 데이터 구조의 형태에 따라 선형 데이터 구조와 비선형 데이터 구조로 구분될 수 있다. 선형 데이터 구조는 하나의 데이터 뒤에 하나의 데이터만이 연결되는 구조일 수 있다. 선형 데이터 구조는 리스트(List), 스택(Stack), 큐(Queue), 데크(Deque)를 포함할 수 있다. 리스트는 내부적으로 순서가 존재하는 일련의 데이터 집합을 의미할 수 있다. 리스트는 연결 리스트(Linked List)를 포함할 수 있다. 연결 리스트는 각각의 데이터가 포인터를 가지고 한 줄로 연결되어 있는 방식으로 데이터가 연결된 데이터 구조일 수 있다. 연결 리스트에서 포인터는 다음이나 이전 데이터와의 연결 정보를 포함할 수 있다. 연결 리스트는 형태에 따라 단일 연결 리스트, 이중 연결 리스트, 원형 연결 리스트로 표현될 수 있다. 스택은 제한적으로 데이터에 접근할 수 있는 데이터 나열 구조일 수 있다. 스택은 데이터 구조의 한 쪽 끝에서만 데이터를 처리(예를 들어, 삽입 또는 삭제)할 수 있는 선형 데이터 구조일 수 있다. 스택에 저장된 데이터는 늦게 들어갈수록 빨리 나오는 데이터 구조(LIFO-Last in First Out)일 수 있다. 큐는 제한적으로 데이터에 접근할 수 있는 데이터 나열 구조로서, 스택과 달리 늦게 저장된 데이터일수록 늦게 나오는 데이터 구조(FIFO-First in First Out)일 수 있다. 데크는 데이터 구조의 양 쪽 끝에서 데이터를 처리할 수 있는 데이터 구조일 수 있다.The data structure can be divided into a linear data structure and a non-linear data structure according to the shape of the data structure. A linear data structure may be a structure in which only one data is connected after one data. Linear data structures may include lists, stacks, queues, and decks. A list may refer to a series of data sets in which order exists internally. The list may include a linked list. A linked list may be a data structure in which data are connected in such a way that each data is connected in a single line with a pointer. In a linked list, a pointer can contain information about connection to the next or previous data. A linked list can be expressed as a singly linked list, a doubly linked list, or a circular linked list depending on the form. A stack can be a data enumeration structure that allows limited access to data. A stack can be a linear data structure in which data can be processed (eg, inserted or deleted) at only one end of the data structure. The data stored in the stack may be a LIFO-Last in First Out (Last in First Out) data structure. A queue is a data listing structure that allows limited access to data, and unlike a stack, it can be a data structure (FIFO-First in First Out) in which data stored later comes out later. A deck can be a data structure that can handle data from either end of the data structure.

비선형 데이터 구조는 하나의 데이터 뒤에 복수개의 데이터가 연결되는 구조일 수 있다. 비선형 데이터 구조는 그래프(Graph) 데이터 구조를 포함할 수 있다. 그래프 데이터 구조는 정점(Vertex)과 간선(Edge)으로 정의될 수 있으며 간선은 서로 다른 두개의 정점을 연결하는 선을 포함할 수 있다. 그래프 데이터 구조 트리(Tree) 데이터 구조를 포함할 수 있다. 트리 데이터 구조는 트리에 포함된 복수개의 정점 중에서 서로 다른 두개의 정점을 연결시키는 경로가 하나인 데이터 구조일 수 있다. 즉 그래프 데이터 구조에서 루프(loop)를 형성하지 않는 데이터 구조일 수 있다.The nonlinear data structure may be a structure in which a plurality of data are connected after one data. The non-linear data structure may include a graph data structure. A graph data structure can be defined as a vertex and an edge, and an edge can include a line connecting two different vertices. A graph data structure may include a tree data structure. The tree data structure may be a data structure in which one path connects two different vertices among a plurality of vertices included in the tree. That is, it may be a data structure that does not form a loop in a graph data structure.

본 명세서에 걸쳐, 인공지능 기반 모델, 연산 모델, 신경망, 네트워크 함수, 뉴럴 네트워크(neural network)는 동일한 의미로 사용될 수 있다. 이하에서는 신경망으로 통일하여 기술한다. 데이터 구조는 신경망을 포함할 수 있다. 그리고 신경망을 포함한 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 신경망을 포함한 데이터 구조는 또한 신경망에 의한 처리를 위하여 전처리된 데이터, 신경망에 입력되는 데이터, 신경망의 가중치, 신경망의 하이퍼 파라미터, 신경망으로부터 획득한 데이터, 신경망의 각 노드 또는 레이어와 연관된 활성 함수, 신경망의 학습을 위한 손실 함수 등을 포함할 수 있다. 신경망을 포함한 데이터 구조는 상기 개시된 구성들 중 임의의 구성 요소들을 포함할 수 있다. 즉 신경망을 포함한 데이터 구조는 신경망에 의한 처리를 위하여 전처리된 데이터, 신경망에 입력되는 데이터, 신경망의 가중치, 신경망의 하이퍼 파라미터, 신경망으로부터 획득한 데이터, 신경망의 각 노드 또는 레이어와 연관된 활성 함수, 신경망의 학습을 위한 손실 함수 등 전부 또는 이들의 임의의 조합을 포함하여 구성될 수 있다. 전술한 구성들 이외에도, 신경망을 포함한 데이터 구조는 신경망의 특성을 결정하는 임의의 다른 정보를 포함할 수 있다. 또한, 데이터 구조는 신경망의 연산 과정에 사용되거나 발생되는 모든 형태의 데이터를 포함할 수 있으며 전술한 사항에 제한되는 것은 아니다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 기록 매체 및/또는 컴퓨터 판독가능 전송 매체를 포함할 수 있다. 신경망은 일반적으로 노드라 지칭될 수 있는 상호 연결된 계산 단위들의 집합으로 구성될 수 있다. 이러한 노드들은 뉴런(neuron)들로 지칭될 수도 있다. 신경망은 적어도 하나 이상의 노드들을 포함하여 구성된다.Throughout this specification, artificial intelligence-based models, computational models, neural networks, network functions, and neural networks may be used interchangeably. Hereinafter, a neural network is unified and described. The data structure may include a neural network. And the data structure including the neural network may be stored in a computer readable medium. The data structure including the neural network may also include preprocessed data for processing by the neural network, data input to the neural network, weights of the neural network, hyperparameters of the neural network, data obtained from the neural network, activation function associated with each node or layer of the neural network, and neural network It may include a loss function for learning of . A data structure including a neural network may include any of the components described above. That is, the data structure including the neural network includes preprocessed data for processing by the neural network, data input to the neural network, weights of the neural network, hyperparameters of the neural network, data obtained from the neural network, activation function associated with each node or layer of the neural network, and neural network. It may be configured to include all or any combination thereof, such as a loss function for learning of . In addition to the foregoing configurations, the data structure comprising the neural network may include any other information that determines the characteristics of the neural network. In addition, the data structure may include all types of data used or generated in the computational process of the neural network, but is not limited to the above. A computer readable medium may include a computer readable recording medium and/or a computer readable transmission medium. A neural network may consist of a set of interconnected computational units, which may generally be referred to as nodes. These nodes may also be referred to as neurons. A neural network includes one or more nodes.

데이터 구조는 신경망에 입력되는 데이터를 포함할 수 있다. 신경망에 입력되는 데이터를 포함하는 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 신경망에 입력되는 데이터는 신경망 학습 과정에서 입력되는 학습 데이터 및/또는 학습이 완료된 신경망에 입력되는 입력 데이터를 포함할 수 있다. 신경망에 입력되는 데이터는 전처리(pre-processing)를 거친 데이터 및/또는 전처리 대상이 되는 데이터를 포함할 수 있다. 전처리는 데이터를 신경망에 입력시키기 위한 데이터 처리 과정을 포함할 수 있다. 따라서 데이터 구조는 전처리 대상이 되는 데이터 및 전처리로 발생되는 데이터를 포함할 수 있다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.The data structure may include data input to the neural network. A data structure including data input to the neural network may be stored in a computer readable medium. Data input to the neural network may include training data input during a neural network learning process and/or input data input to a neural network that has been trained. Data input to the neural network may include pre-processed data and/or data subject to pre-processing. Pre-processing may include a data processing process for inputting data to a neural network. Accordingly, the data structure may include data subject to pre-processing and data generated by pre-processing. The foregoing data structure is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.

데이터 구조는 신경망의 가중치를 포함할 수 있다. (본 명세서에서 가중치, 파라미터는 동일한 의미로 사용될 수 있다.) 그리고 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 신경망은 복수개의 가중치를 포함할 수 있다. 가중치는 가변적일 수 있으며, 신경망이 원하는 기능을 수행하기 위해, 사용자 또는 알고리즘에 의해 가변 될 수 있다. 예를 들어, 하나의 출력 노드에 하나 이상의 입력 노드가 각각의 링크에 의해 상호 연결된 경우, 출력 노드는 상기 출력 노드와 연결된 입력 노드들에 입력된 값들 및 각각의 입력 노드들에 대응하는 링크에 설정된 가중치에 기초하여 출력 노드에서 출력되는 데이터 값을 결정할 수 있다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.The data structure may include the weights of the neural network. (In this specification, weights and parameters may be used in the same meaning.) Also, a data structure including weights of a neural network may be stored in a computer readable medium. A neural network may include a plurality of weights. The weight may be variable, and may be changed by a user or an algorithm in order to perform a function desired by the neural network. For example, when one or more input nodes are interconnected by respective links to one output node, the output node is set to a link corresponding to values input to input nodes connected to the output node and respective input nodes. A data value output from an output node may be determined based on the weight. The foregoing data structure is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.

제한이 아닌 예로서, 가중치는 신경망 학습 과정에서 가변되는 가중치 및/또는 신경망 학습이 완료된 가중치를 포함할 수 있다. 신경망 학습 과정에서 가변되는 가중치는 학습 사이클이 시작되는 시점의 가중치 및/또는 학습 사이클 동안 가변되는 가중치를 포함할 수 있다. 신경망 학습이 완료된 가중치는 학습 사이클이 완료된 가중치를 포함할 수 있다. 따라서 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 신경망 학습 과정에서 가변되는 가중치 및/또는 신경망 학습이 완료된 가중치를 포함한 데이터 구조를 포함할 수 있다. 그러므로 상술한 가중치 및/또는 각 가중치의 조합은 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조에 포함되는 것으로 한다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.As a non-limiting example, the weights may include weights that are varied during neural network training and/or weights for which neural network training has been completed. The variable weight in the neural network learning process may include a weight at the time the learning cycle starts and/or a variable weight during the learning cycle. The weights for which neural network learning has been completed may include weights for which learning cycles have been completed. Accordingly, the data structure including the weights of the neural network may include a data structure including weights that are variable during the neural network learning process and/or weights for which neural network learning is completed. Therefore, it is assumed that the above-described weights and/or combinations of weights are included in the data structure including the weights of the neural network. The foregoing data structure is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.

신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 직렬화(serialization) 과정을 거친 후 컴퓨터 판독가능 저장 매체(예를 들어, 메모리, 하드 디스크)에 저장될 수 있다. 직렬화는 데이터 구조를 동일하거나 다른 컴퓨팅 장치에 저장하고 나중에 다시 재구성하여 사용할 수 있는 형태로 변환하는 과정일 수 있다. 컴퓨팅 장치는 데이터 구조를 직렬화하여 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 직렬화된 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 역직렬화(deserialization)를 통해 동일한 컴퓨팅 장치 또는 다른 컴퓨팅 장치에서 재구성될 수 있다. 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 직렬화에 한정되는 것은 아니다. 나아가 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 컴퓨팅 장치의 자원을 최소한으로 사용하면서 연산의 효율을 높이기 위한 데이터 구조(예를 들어, 비선형 데이터 구조에서 B-Tree, R-Tree, Trie, m-way search tree, AVL tree, Red-Black Tree)를 포함할 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.The data structure including the weights of the neural network may be stored in a computer readable storage medium (eg, a memory or a hard disk) after going through a serialization process. Serialization can be the process of converting a data structure into a form that can be stored on the same or another computing device and later reconstructed and used. A computing device may serialize data structures to transmit and receive data over a network. The data structure including the weights of the serialized neural network may be reconstructed on the same computing device or another computing device through deserialization. The data structure including the weights of the neural network is not limited to serialization. Furthermore, the data structure including the weights of the neural network is a data structure for increasing the efficiency of operation while minimizing the resource of the computing device (for example, B-Tree, R-Tree, Trie, m-way search tree in a nonlinear data structure) , AVL tree, Red-Black Tree). The foregoing is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.

데이터 구조는 신경망의 하이퍼 파라미터(Hyper-parameter)를 포함할 수 있다. 그리고 신경망의 하이퍼 파라미터를 포함한 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 하이퍼 파라미터는 사용자에 의해 가변되는 변수일 수 있다. 하이퍼 파라미터는 예를 들어, 학습률(learning rate), 비용 함수(cost function), 학습 사이클 반복 횟수, 가중치 초기화(Weight initialization)(예를 들어, 가중치 초기화 대상이 되는 가중치 값의 범위 설정), Hidden Unit 개수(예를 들어, 히든 레이어의 개수, 히든 레이어의 노드 수)를 포함할 수 있다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.The data structure may include hyper-parameters of the neural network. Also, the data structure including the hyperparameters of the neural network may be stored in a computer readable medium. A hyperparameter may be a variable variable by a user. Hyperparameters include, for example, learning rate, cost function, number of learning cycle iterations, weight initialization (eg, setting the range of weight values to be targeted for weight initialization), hidden unit number (eg, the number of hidden layers and the number of nodes in the hidden layer). The foregoing data structure is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.

본 개시의 일 실시예에 따른 예측 모델에 대한 네트워크 함수로서 트랜스포머(transformer)가 고려될 수도 있다. 일례로, 예측 모델은 트랜스포머 기반으로 동작될 수 있다. 이러한 예측 모델은 예를 들어 어텐션 알고리즘이 적용된 순환 신경망 또는 어텐션 알고리즘이 적용된 트랜스포머를 사용하여 동작될 수 있다.A transformer may be considered as a network function for a predictive model according to an embodiment of the present disclosure. As an example, the predictive model may be operated based on a transformer. Such a predictive model may be operated using, for example, a recurrent neural network to which an attention algorithm is applied or a transformer to which an attention algorithm is applied.

일 실시예에서, 트랜스포머는 임베딩된 데이터들을 인코딩하는 인코더 및 인코딩된 데이터들을 디코딩하는 디코더로 구성될 수 있다. 트랜스포머는 일련의 데이터(a series of data)들을 수신하여, 인코딩 및 디코딩 단계를 거처 상이한 타입의 일련의 데이터들을 출력하는 구조를 지닐 수 있다. 일 실시예에서, 일련의 데이터들은 트랜스포머가 연산가능한 형태로 가공될 수 있다. 일련의 데이터들을 트랜스포머가 연산가능한 형태로 가공하는 과정은 임베딩 과정을 포함할 수 있다. 데이터 토큰, 임베딩 벡터, 임베딩 토큰 등과 같은 표현들은, 트랜스포머가 처리할 수 있는 형태로 임베딩된 데이터들을 지칭하는 것일 수 있다. In one embodiment, a transformer may consist of an encoder that encodes the embedded data and a decoder that decodes the encoded data. The transformer may have a structure that receives a series of data and outputs a series of data of different types through encoding and decoding steps. In one embodiment, the series of data can be processed into a form operable by a transformer. A process of processing a series of data into a form in which a transformer can operate may include an embedding process. Expressions such as data token, embedding vector, and embedding token may refer to embedded data in a form that can be processed by a transformer.

트랜스포머가 일련의 데이터들을 인코딩 및 디코딩하기 위하여, 트랜스포머 내의 인코더 및 디코더들을 어텐션(attention) 알고리즘을 활용하여 처리할 수 있다. 어텐션 알고리즘이란 주어진 쿼리(Query)에 대해, 하나 이상의 키(Key)에 대한 유사도를 구하고, 이렇게 주어진 유사도를, 각각의 키(Key)와 대응하는 값(Value)에 반영한 후, 유사도가 반영된 값(Value)들을 가중합하여 어텐션(attention) 값을 계산하는 알고리즘을 의미할 수 있다. In order for the transformer to encode and decode a series of data, encoders and decoders within the transformer may be processed using an attention algorithm. The Attention Algorithm is to obtain the similarity of one or more keys for a given query, reflect the given similarity to each key and corresponding value, and then reflect the similarity to the value ( Values) may mean an algorithm that calculates an attention value by weighting.

쿼리(Query), 키(Key) 및 값(Value)를 어떻게 설정하느냐에 따라, 다양한 종류의 어텐션 알고리즘이 분류될 수 있다. 예를 들어, 쿼리, 키 및 값을 모두 동일하게 설정하여 어텐션을 구하는 경우, 이는 셀프-어텐션 알고리즘을 의미할 수 있다. 입력된 일련의 데이터들을 병렬로 처리하기 위해, 임베딩 벡터를 차원을 축소하여, 각 분할된 임베딩 벡터에 대해 개별적인 어텐션 헤드를 구하여 어텐션을 구하는 경우, 이는 멀티-헤드(multi-head) 어텐션 알고리즘을 의미할 수 있다.Depending on how to set the query, key, and value, various types of attention algorithms can be classified. For example, when attention is obtained by setting the same query, key, and value, this may mean a self-attention algorithm. In order to process a series of input data in parallel, when the dimension of the embedding vector is reduced and individual attention heads are obtained for each divided embedding vector to obtain attention, this means a multi-head attention algorithm. can do.

일 실시예에서, 트랜스포머는 복수의 멀티-헤드 셀프 어텐션 알고리즘 또는 멀티-헤드 인코더-디코더 알고리즘을 수행하는 모듈들로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 트랜스포머는 임베딩 레이어, 정규화 레이어, 소프트맥스(softmax) 층 등 어텐션 알고리즘이 아닌 부가적인 구성요소들 또한 포함할 수 있다. 어텐션 알고리즘을 이용하여 트랜스포머를 구성하는 방법은 Vaswani et al., Attention Is All You Need, 2017 NIPS에 개시된 방법을 포함할 수 있으며, 이는 여기에 참조로서 통합된다. In one embodiment, a transformer may consist of modules that perform a plurality of multi-head self-attention algorithms or multi-head encoder-decoder algorithms. In one embodiment, the transformer may also include additional elements other than the attention algorithm, such as an embedding layer, a normalization layer, and a softmax layer. Methods for constructing transformers using the attention algorithm may include methods disclosed in Vaswani et al., Attention Is All You Need, 2017 NIPS, which is incorporated herein by reference.

트랜스포머는 임베딩된 자연어, 임베딩된 시퀀스 정보, 분할된 이미지 데이터, 오디오 파형 등 다양한 데이터 도메인에 적용하여, 일련의 입력 데이터를 일련의 출력 데이터로 변환할 수 있다. 다양한 데이터 도메인을 가진 데이터들을 트랜스포머에 입력가능한 일련의 데이터들로 변환하기 위해, 트랜스포머는 데이터들을 임베딩할 수 있다. 트랜스포머는 일련의 입력 데이터 사이의 상대적 위치관계 또는 위상관계를 표현하는 추가적인 데이터를 처리할 수 있다. 또는 일련의 입력 데이터에 입력 데이터들 사이의 상대적인 위치관계 또는 위상관계를 표현하는 벡터들이 추가적으로 반영되어 일련의 입력 데이터가 임베딩될 수 있다. 일 예에서, 일련의 입력 데이터 사이의 상대적 위치관계는, 자연어 문장 내에서의 어순, 각각의 분할된 이미지의 상대적 위치 관계, 분할된 오디오 파형의 시간 순서 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 일련의 입력 데이터들 사이의 상대적인 위치관계 또는 위상관계를 표현하는 정보를 추가하는 과정은 위치 인코딩(positional encoding)으로 지칭될 수 있다.Transformers can be applied to various data domains such as embedded natural language, embedded sequence information, segmented image data, and audio waveforms to convert a series of input data into a series of output data. In order to convert data having various data domains into a series of data that can be input to the transformer, the transformer can embed the data. Transformers can process additional data representing relative positional or phase relationships between a set of input data. Alternatively, a series of input data may be embedded by additionally reflecting vectors representing a relative positional relationship or phase relationship between input data to the series of input data. In one example, the relative positional relationship between a series of input data may include, but is not limited to, word order in a natural language sentence, relative positional relationship of each segmented image, temporal sequence of segmented audio waveforms, and the like. . A process of adding information representing a relative positional relationship or phase relationship between a series of input data may be referred to as positional encoding.

데이터를 임베딩하여 트랜스포머로 변환하는 방법의 일 예는 Dosovitskiy, et al., AN IMAGE IS WORTH 16X16 WORDS: TRANSFORMERS FOR IMAGE RECOGNITION AT SCALE에 개시되어 있으며, 해당 문서는 여기에 참조로서 통합된다.One example of how to embed data and transform it into a transformer is disclosed in Dosovitskiy, et al., AN IMAGE IS WORTH 16X16 WORDS: TRANSFORMERS FOR IMAGE RECOGNITION AT SCALE, which document is incorporated herein by reference.

도 3은 본 개시내용의 일 실시예에 따라 TCR의 CDR3 서열을 포함하는 예측 결과를 생성하는 예측 모델의 학습 방법을 예시적으로 도시한다.3 exemplarily illustrates a method of learning a predictive model that generates a prediction result including a CDR3 sequence of a TCR according to an embodiment of the present disclosure.

일 실시예에서, 도 3에서 도시되는 단계들은 컴퓨팅 장치(100)에 의해 수행될 수 있다. 추가적인 실시예에서, 도 3에서 도시되는 단계들 중 일부는 사용자 단말에서 수행되고 다른 일부는 서버에서 수행되는 방식과 같이 도 3에서의 단계들은 복수의 엔티티들에 의해 구현될 수도 있다.In one embodiment, the steps shown in FIG. 3 may be performed by computing device 100 . In a further embodiment, the steps in FIG. 3 may be implemented by a plurality of entities, such that some of the steps shown in FIG. 3 are performed in a user terminal and others are performed in a server.

일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 TCR의 CDR3에 대응되는 제 1 학습 데이터 세트를 획득할 수 있다(S310).In one embodiment, the computing device 100 may obtain a first training data set corresponding to CDR3 of the TCR (S310).

일례로, 제 1 학습 데이터 세트는 인공지능 기반의 제 1 예측 모델의 학습에서 활용될 가이드(guide) 정보를 포함할 수 있다.As an example, the first training data set may include guide information to be used in learning the artificial intelligence-based first prediction model.

일 실시예에서, 가이드 정보는 제 1 예측 모델의 학습 과정 및/또는 추론 과정에서 제 1 예측 모델이 정확성이 높은 데이터를 출력하도록 하기 위해 사용되는 데이터를 의미할 수 있다. 일례로, 가이드 정보는 V 타입, J 타입, 또는 아미노산 서열의 길이를 포함할 수 있다.In an embodiment, the guide information may refer to data used to enable the first prediction model to output highly accurate data in a learning process and/or an inference process of the first prediction model. For example, guide information may include V type, J type, or the length of an amino acid sequence.

일례로, 가이드 정보는 TCR의 CDR3와 상호작용하는 MHC의 아미노산 서열을 나타내거나, 펩타이드의 아미노산 서열을 나타내거나, 또는 MHC-펩타이드 결합체를 나타내는 아미노산 서열을 포함할 수 있다.For example, the guide information may include an amino acid sequence representing an amino acid sequence of MHC that interacts with CDR3 of the TCR, an amino acid sequence of a peptide, or an amino acid sequence representing an MHC-peptide complex.

다른 예시로, 가이드 정보는 V 타입 및 J 타입의 유전적 염기 서열(genetic nucleic sequence)의 형태를 포함할 수도 있다.As another example, the guide information may include a form of V-type and J-type genetic nucleic sequences.

다른 예시로, 가이드 정보는 진화학적 게놈(evolutionary genome) 데이터에 기반한 다중 서열 정렬(MSA: Multiple Sequence Alignment)을 포함할 수 있다.As another example, the guide information may include multiple sequence alignment (MSA) based on evolutionary genome data.

다른 예시로, 가이드 정보는 제 1 예측 모델과 상이한 제 2 예측 모델의 출력 데이터와 대응될 수 있다. 이러한 예시에서, 가이드 정보는 펩타이드 및/또는 MHC를 입력으로 하는 제 2 예측 모델에 의해 생성될 수 있다. As another example, guide information may correspond to output data of a second prediction model different from the first prediction model. In this example, guide information may be generated by a second predictive model that takes peptides and/or MHCs as inputs.

이러한 가이드 정보는 제 1 예측 모델에 입력되는 학습 데이터 세트를 전처리 하는 과정에서 활용될 수 있다.This guide information can be used in the process of pre-processing the training data set input to the first prediction model.

일례로, 아미노산 서열은 예를 들어, 아미노산을 나타내는 식별자들의 그룹을 포함할 수 있다.In one example, an amino acid sequence may include a group of identifiers representing, for example, amino acids.

일 실시예에서, 제 1 학습 데이터 세트는 공공 데이터베이스 및/또는 실험 결과 데이터로부터 획득될 수 있다.In one embodiment, the first training data set may be obtained from public databases and/or experimental result data.

추가적인 실시예에서, 제 1 학습 데이터 세트 또는 입력 데이터는 아미노산 서열에 대하여 Blosum 인코딩 또는 원-핫 인코딩이 적용된 입력 데이터를 포함할 수 있다. In an additional embodiment, the first training data set or input data may include input data to which Blosum encoding or one-hot encoding is applied to an amino acid sequence.

추가적인 실시예에서, 제 1 학습 데이터 세트 또는 입력 데이터는 아미노산들 간의 극성을 나타내는 제 1 특징, 아미노산의 크기를 나타내는 제 2 특징, 아미노산의 소수성 또는 친수성 여부를 나타내는 제 3 특징, 아미노산의 전하의 존재 여부를 나타내는 제 4 특징, 또는 아미노산의 방향족 또는 지방족 여부를 나타내는 제 5 특징 중 적어도 하나의 특징을 추가로 포함할 수도 있다.In a further embodiment, the first training data set or input data includes a first feature indicating polarity between amino acids, a second feature indicating the size of amino acids, a third feature indicating whether the amino acids are hydrophobic or hydrophilic, and the presence of charge on amino acids. It may further include at least one of the fourth characteristic indicating whether the amino acid is aromatic or the fifth characteristic indicating whether the amino acid is aromatic or aliphatic.

일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 가이드 정보에 기초하여, 제 1 학습 데이터 세트를 제 1 예측 모델의 학습을 위해 전처리할 수 있다(S320).In an embodiment, the computing device 100 may pre-process the first training data set for learning the first prediction model based on the guide information (S320).

일례로, 예측 모델의 학습을 위한 전처리는 HLA와 펩타이드를 입력 데이터로 하여 작동하는 제 2 예측 모델을 통해 생성된 가이드 정보를 통해 이루어질 수 있다.As an example, preprocessing for learning of a predictive model may be performed through guide information generated through a second predictive model operating with HLA and peptides as input data.

일례로, 컴퓨팅 장치(100)는 가이드 정보에 기초하여 제 1 학습 데이터 세트의 마스킹될 영역의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 마스킹될 영역은 복수의 연속적인 아미노산들 또는 복수의 연속적인 아미노산 세트들을 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 결정된 위치에 기초하여 제 1 예측 모델이 마스킹 기반의 학습을 수행하도록 할 수 있다.For example, the computing device 100 may determine a location of a region to be masked in the first training data set based on the guide information. For example, a region to be masked may include a plurality of contiguous amino acids or a plurality of contiguous sets of amino acids. The computing device 100 may enable the first prediction model to perform masking-based learning based on the determined location.

학습 데이터 세트가 전처리되는 과정은 도 4 및 도 6에서 후술하기로 한다.The process of pre-processing the training data set will be described later with reference to FIGS. 4 and 6 .

컴퓨팅 장치(100)는, 전처리된 제 1 학습 데이터 세트를 이용하여, 제 1 예측 모델이 MHC 및 펩타이드에 대응되는 TCR의 CDR3 아미노산 서열을 예측하도록 제 1 예측 모델을 훈련시킬 수 있다(S330).The computing device 100 may train the first prediction model to predict the CDR3 amino acid sequence of the TCR corresponding to the MHC and the peptide using the preprocessed first training data set (S330).

도 4a는 본 개시내용의 일 실시예에 따라 학습 데이터 세트 내에 포함된 TCR의 CDR3를 구성하는 유닛, 전처리된 학습 데이터 세트를 통해 TCR의 CDR3 서열을 포함하는 예측 결과를 생성하는 예측 모델을 훈련하는 방법을 예시적으로 도시한다.Figure 4a is a unit constituting the CDR3 of the TCR included in the training data set according to an embodiment of the present disclosure, training a prediction model that generates a prediction result including the CDR3 sequence of the TCR through a preprocessed training data set The method is exemplarily shown.

일 실시예에서, 도 4a는 프레임의 경계 태스크(task) 프로세싱을 포함하는 제 1 예측 모델의 훈련 방법을 예시적으로 도시한다.In one embodiment, FIG. 4A illustratively illustrates a method for training a first predictive model including boundary task processing of a frame.

일 실시예에서, 훈련 방법은 전처리된 TCR의 CDR3 서열의 일부를 구성하는 유닛들(410, 420, 430)을 임베딩하는 단계, 및 TCR의 CDR3 서열의 일부를 구성하는 유닛들(410, 420, 430)의 CDR3 서열 내 위치 정보를 반영하는 위치 데이터(440)를 임베딩하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the training method includes the steps of embedding units 410, 420, 430 constituting part of the CDR3 sequence of the preprocessed TCR, and the units constituting part of the CDR3 sequence of the TCR (410, 420, 430) may include embedding location data 440 reflecting location information in the CDR3 sequence.

일 실시예에서, 제 1 예측 모델을 훈련하는 과정에서, 유닛 임베딩이 포함될 수 있다. 유닛 임베딩을 통해 TCR의 CDR3 유닛을 구성하는 아미노산 또는 유닛에 대한 n차원의 m개의 벡터를 입력받아 제 1 학습 데이터 세트가 형성될 수 있다.In one embodiment, unit embedding may be included in the process of training the first prediction model. Through unit embedding, a first training data set may be formed by receiving m vectors of n dimensions for amino acids or units constituting the CDR3 unit of the TCR.

일 실시예에서, 제 1 예측 모델을 훈련하는 과정에서, 위치 임베딩이 포함될 수 있다. 위치 임베딩은 TCR의 CDR3 유닛을 구성하는 유닛에 대한 위치 정보를 반영하기 위한 연산을 의미할 수 있다. 일례로, 위치 임베딩은 유닛에 대한 위치 정보를 반영하기 위한 별도의 임베딩 층(embedding layer)에서 수행될 수 있다.In one embodiment, position embedding may be included in the process of training the first prediction model. Location embedding may refer to an operation for reflecting location information about units constituting the CDR3 unit of the TCR. For example, location embedding may be performed in a separate embedding layer for reflecting location information about a unit.

일례로, TCR의 CDR3 유닛의 개수가 6개의 길이를 갖는다면, 위치 임베딩은 제 1 예측 모델을 6개의 위치 임베딩 벡터로 학습시킬 수 있다.For example, if the number of CDR3 units of the TCR has a length of 6, positional embedding may train the first prediction model with 6 positional embedding vectors.

일 실시예에서, 위치 임베딩은 TCR의 CDR3 아미노산 서열의 최대 길이에 기반하여 수행될 수 있다. 일례로, CDR3의 아미노산 서열의 최대 길이에 기초하여 위치 임베딩 벡터의 개수가 정해질 수 있다. CDR3의 아미노산 서열의 길이는 대개 11 내지 18개의 아미노산으로 구성되나, 이에 국한되는 것은 아니다.In one embodiment, positional embedding may be performed based on the maximum length of the CDR3 amino acid sequence of the TCR. For example, the number of positional embedding vectors may be determined based on the maximum length of the amino acid sequence of CDR3. The length of the amino acid sequence of CDR3 usually consists of 11 to 18 amino acids, but is not limited thereto.

일례로, 컴퓨팅 장치(100)는, 전처리된 TCR의 CDR3 서열을 구성하는 유닛들(410, 420, 430)의 임베딩과 CDR3 서열 N-말단의 일부분의 유닛들(410) 각각에 대응하는 위치 데이터(440) 및 CDR3 서열 C-말단의 일부분의 유닛들(420) 각각에 대응하는 위치 데이터(440)를 연동할 수 있다. 유닛 임베딩과 위치 데이터(440) 간의 연동에 기초하여, 제 1 예측 모델에서 예측 데이터(460)가 생성될 수 있다. 일례로, 유닛 임베딩이 이루어지는 CDR3의 유닛들(410, 420, 430) 각각에 대한 위치를 식별하기 위한 위치 데이터(440) 임베딩이 이루어질 수 있다. 위치 임베딩의 결과, 유닛 임베딩된 유닛들 각각에 대해서 위치 데이터가 할당될 수 있다. 이처럼 유닛 임베딩과 위치 임베딩은 서로 대응되는 유닛에 대해 이루어질 수 있으며, 위치 데이터(440) 임베딩과 유닛 임베딩이 함께 적용된 결과에 따른 입력 데이터가 인코더에 입력될 수 있다. 인코더는 이러한 입력 데이터에 기초하여 유닛들 각각에 대응되는 출력 데이터를 생성할 수 있다.For example, the computing device 100 includes the embedding of the units 410, 420, and 430 constituting the CDR3 sequence of the preprocessed TCR and the location data corresponding to each of the units 410 of a portion of the CDR3 sequence N-terminus. 440 and the location data 440 corresponding to each of the units 420 of a portion of the CDR3 sequence C-terminus may be linked. Prediction data 460 may be generated in the first prediction model based on interworking between the unit embedding and the location data 440 . For example, location data 440 may be embedded to identify a location for each of the units 410, 420, and 430 of CDR3 in which the unit is embedded. As a result of location embedding, location data may be assigned to each of the unit-embedded units. As such, unit embedding and positional embedding may be performed for units corresponding to each other, and input data according to a result of applying both the positional data 440 embedding and the unit embedding may be input to the encoder. The encoder may generate output data corresponding to each of the units based on the input data.

일 실시예에서, TCR의 CDR3 서열의 일부를 구성하는 유닛은 제 1 학습 데이터 내에서 하나 이상의 연속된 아미노산을 의미할 수 있다. 일례로, 유닛은 하나의 아미노산을 나타낼 수 있다. 일례로, 유닛은 복수의 아미노산들을 포함하는 토큰을 나타낼 수 있다.In one embodiment, a unit constituting a part of the CDR3 sequence of the TCR may mean one or more consecutive amino acids in the first training data. In one example, a unit may represent one amino acid. As an example, a unit may represent a token comprising a plurality of amino acids.

일례로, TCR의 CDR3 서열의 일부를 구성하는 유닛은 CASS, CAS, ASS, CA, AS, SS, C, A, S와 같이 아미노산 서열 또는 하나의 아미노산일 수 있다.For example, a unit constituting a part of the CDR3 sequence of the TCR may be an amino acid sequence or a single amino acid such as CASS, CAS, ASS, CA, AS, SS, C, A, and S.

일례로, 도 4a에서 임베딩 되는 최소 단위 또는 인코더(450)에 의해 출력되는 최소 단위가 유닛에 대응될 수 있다.For example, a minimum unit embedded in FIG. 4A or a minimum unit output by the encoder 450 may correspond to a unit.

일 실시예에서, 프레임(430)은 학습 데이터 세트에서 마스킹되는 연속적인 복수개의 유닛들을 의미할 수 있다.In one embodiment, the frame 430 may refer to a plurality of consecutive units masked in the training data set.

일례로, 프레임(430)은 제 1 학습 데이터 세트의 TCR의 CDR3 서열에서 10 내지 20개의 아미노산으로 구성되는 CDR3 서열의 중간 일부에서 마스킹되는 연속적인 유닛들을 의미할 수 있다.As an example, the frame 430 may refer to continuous units masked in the middle of a CDR3 sequence consisting of 10 to 20 amino acids in the CDR3 sequence of the TCR of the first training data set.

일례로, 프레임(430)은 제 1 학습 데이터 세트의 TCR의 CDR3 서열에서 마스킹되는 연속적인 유닛들 [CA][SSR][T][RK][Q][AV]이 마스킹 되는 부분을 의미할 수 있다.As an example, the frame 430 may mean a portion in which consecutive units [CA] [SSR] [T] [RK] [Q] [AV] masked in the CDR3 sequence of the TCR of the first training data set are masked. can

일 실시예에서, TCR의 CDR3 서열을 전처리하는 단계는, CDR3 서열 N-말단의 일부분(410), CDR3 서열 C-말단의 일부분(420), 및 마스킹되는 CDR3 서열 중간의 일부분을 포함할 수 있다. 본 개시내용의 도면에서는 CDR3 서열의 중간의 일부분을 마스킹의 대상이 되는 프레임(430)으로 예시하였으나, 구현 양태에 따라서 CDR3 서열을 구성하는 임의의 위치의 연속적인 유닛들이 마스킹의 대상이 되는 프레임(430)을 형성할 수 있다.In one embodiment, pre-processing the CDR3 sequence of the TCR may include a portion 410 of the N-terminus of the CDR3 sequence, a portion 420 of the C-terminus of the CDR3 sequence, and a portion in the middle of the CDR3 sequence to be masked. . In the drawings of the present disclosure, a portion in the middle of the CDR3 sequence is exemplified as a frame 430 to be masked, but according to an embodiment, consecutive units at any position constituting the CDR3 sequence are framed to be masked ( 430) can be formed.

일 실시예에서, 제 1 예측 모델은 인코더(450)를 통하여 프로세싱된 TCR의 CDR3를 구성하는 유닛들, 그리고 해당 유닛들의 위치 임베딩 데이터는, 마스킹되는 CDR3 서열의 일부분(430)에 대응되는 예측 데이터(460)를 생성할 수 있다.In one embodiment, the first predictive model is the units constituting the CDR3 of the TCR processed through the encoder 450, and the location embedding data of the units are prediction data corresponding to a portion 430 of the CDR3 sequence to be masked (460).

일 실시예에서, 제 1 예측 모델은 마스킹 영역 경계를 구성하는 CDR3 서열 N-말단의 일부분(410)의 유닛들 중 일부의 유닛(412) 및 CDR3 서열 C-말단의 일부분(420)의 유닛들 중 일부의 유닛(422)에 기반하여 예측 데이터(460)를 생성할 수 있다.In one embodiment, the first predictive model comprises units 412 of some of the units 410 of the CDR3 sequence N-terminal portion 410 and units 420 of the CDR3 sequence C-terminal portion 420 constituting the masking region boundary. Based on some of the units 422, prediction data 460 may be generated.

일 실시예에서, 제 1 예측 모델은 마스킹 영역 경계를 구성하는 CDR3 서열 N-말단의 일부분의 유닛들(410) 각각에 대응하는 위치 데이터(440) 및 CDR3 서열 C-말단의 일부분의 유닛들(420) 각각에 대응하는 위치 데이터(440)에 기반하여 예측 데이터(460)를 생성할 수 있다.In one embodiment, the first prediction model includes positional data 440 corresponding to each of the units 410 of a portion of the CDR3 sequence N-terminus constituting the boundary of the masking region and units of a portion of the CDR3 sequence C-terminus ( 420) Prediction data 460 may be generated based on the location data 440 corresponding to each.

일례로, CDR3 서열 N-말단의 유닛들(410) 중 아미노산 R과 아미노산 S는 각각 위치 정보 P3과 P4를 가지며, CDR3 서열 C-말단의 유닛들(420) 중 아미노산 E와 아미노산 V는 각각 위치 정보 P9와 P10을 가질 수 있다.For example, amino acid R and amino acid S among the CDR3 sequence N-terminal units 410 have location information P 3 and P 4 , respectively, and amino acid E and amino acid V among the CDR3 sequence C-terminal units 420 are Each may have location information P 9 and P 10 .

추가적인 예시에서, 아미노산 R과 그에 대응하는 위치 정보 P3이 서로 연동되고, 아미노산 S와 그에 대응하는 위치 정보 P4가 서로 연동되고, 아미노산 E와 그에 대응하는 위치 정보 P9가 서로 연동되고, 그리고 아미노산 V와 그에 대응하는 위치 정보 P10 가 서로 연동되어 제 1 학습 데이터 세트의 마스킹된 프레임(430) 내 유닛의 아미노산 서열들 예측을 위해 사용될 수 있다.In a further example, amino acid R and its corresponding location information P 3 are linked to each other, amino acid S and its corresponding location information P 4 are linked to each other, amino acid E and its corresponding location information P 9 are linked to each other, and The amino acid V and the positional information P 10 corresponding thereto may be interlocked and used to predict amino acid sequences of units in the masked frame 430 of the first training data set.

도 4b는 본 개시내용의 일 실시예에 따라 학습 데이터 세트 내에 포함된 TCR의 CDR3를 구성하는 유닛, 전처리된 학습 데이터 세트를 통해 TCR의 CDR3 서열을 포함하는 예측 결과를 생성하는 예측 모델을 훈련하는 방법을 예시적으로 도시한다.Figure 4b is a unit constituting the CDR3 of the TCR included in the training data set according to an embodiment of the present disclosure, training a prediction model that generates a prediction result including the CDR3 sequence of the TCR through a preprocessed training data set The method is exemplarily shown.

일 실시예에서, 도 4b는 프레임 경계 태스크 프로세싱을 포함하는 제 1 예측 모델의 훈련 방법을 예시적으로 도시한다.In one embodiment, FIG. 4B illustratively illustrates a method for training the first predictive model including frame boundary task processing.

일 실시예에서, 훈련 과정에서 컴퓨팅 장치(100)는, 전처리된 TCR의 CDR3 서열을 구성하는 유닛들(410, 420, 430)을 임베딩하는 단계, 및 TCR의 CDR3 서열을 구성하는 유닛들(410, 420, 430)의 CDR3 서열 내 위치 정보를 반영하는 위치 데이터(440)를 임베딩할 수 있다.In one embodiment, in the training process, the computing device 100 embeds the units 410, 420, 430 constituting the CDR3 sequence of the preprocessed TCR, and the units 410 constituting the CDR3 sequence of the TCR. , 420, 430) may embed positional data 440 reflecting positional information within the CDR3 sequence.

일 실시예에서, TCR의 CDR3 서열의 전처리는, CDR3 서열 N-말단의 일부분의 유닛들(410), CDR3 서열 C-말단의 일부분의 유닛들(420), 및 마스킹되는 CDR3 서열 중간의 일부분의 유닛들(430)에 대하여 제 2 예측모델에서 출력된 가이드 정보에 기반할 수 있다.In one embodiment, pretreatment of the CDR3 sequence of the TCR comprises units 410 of a portion of the N-terminus of the CDR3 sequence, units 420 of a portion of the C-terminus of the CDR3 sequence, and a portion in the middle of the CDR3 sequence being masked. It may be based on guide information output from the second prediction model for the units 430 .

일 실시예에서, 인코더(450)를 통하여 프로세싱된 TCR의 CDR3를 구성하는 유닛들, 그리고 해당 유닛들의 위치 임베딩 데이터에 기반하여, 제 1 예측 모델은 마스킹되는 CDR3 서열 중간의 일부분(430)에 대한 하나 이상의 예측 데이터(460)를 생성할 수 있다.In one embodiment, based on the units constituting the CDR3 of the TCR processed through the encoder 450 and the position embedding data of the units, the first prediction model is for a portion 430 in the middle of the CDR3 sequence that is masked. One or more predictive data 460 may be generated.

일 실시예에서, 제 1 예측 모델은 마스킹 영역 경계를 구성하는 CDR3 서열 N-말단의 일부분의 유닛들(410)에 대응되는 출력 표현 중 일부의 유닛(412) 및 CDR3 서열 C-말단의 일부분의 유닛들(420)에 대응되는 출력 표현 중 일부의 유닛(422)에 기반하여 예측 데이터(460)를 생성할 수 있다.In one embodiment, the first prediction model is a part of the unit 412 of the output representation corresponding to the units 410 of the part of the CDR3 sequence N-terminus constituting the boundary of the masking region and the part of the C-terminus of the CDR3 sequence Prediction data 460 may be generated based on units 422 of some of the output representations corresponding to units 420 .

일 실시예에서, 제 1 예측 모델은 마스킹 영역 경계를 구성하는 CDR3 서열 N-말단의 일부분(410)의 유닛들 각각에 대응하는 위치 데이터(440) 및 CDR3 서열 C-말단의 일부분(420)의 유닛들 각각에 대응하는 위치 데이터(440)에 기반하여 예측 데이터(460)를 생성할 수 있다.In one embodiment, the first predictive model is the position data 440 corresponding to each of the units of the CDR3 sequence N-terminal portion 410 constituting the masking region boundary and the CDR3 sequence C-terminal portion 420 of Based on the location data 440 corresponding to each unit, prediction data 460 may be generated.

일례로, 제 1 예측 모델에서 예측 데이터(460)가 생성되는 프로세싱은 전처리된 TCR의 CDR3 서열을 구성하는 유닛들(410, 420, 430)의 임베딩과 CDR3 서열 N-말단의 일부분(410)의 유닛들 각각에 대응하는 위치 데이터(440) 및 CDR3 서열 C-말단의 일부분(420)의 유닛들 각각에 대응하는 위치 데이터(440)가 연동될 수 있다.For example, the processing in which the prediction data 460 is generated in the first prediction model includes the embedding of units 410, 420, and 430 constituting the CDR3 sequence of the preprocessed TCR and a portion 410 of the N-terminus of the CDR3 sequence. The location data 440 corresponding to each of the units and the location data 440 corresponding to each of the units of the CDR3 sequence C-terminal portion 420 may be interlocked.

일 실시예에서, 제 1 예측 모델은 사전결정된 개수의 연속적인 유닛들로 구성된 프레임 내에서, 마스킹된 단일 유닛 이외의 다른 유닛들 각각을 아미노산 X로 치환하고 그리고 상기 치환된 아미노산 X를 이용함으로써 상기 마스킹된 단일 유닛을 상기 제 1 예측 모델이 예측하도록 학습될 수 있다.In one embodiment, the first predictive model replaces each of the units other than a single masked unit with an amino acid X within a frame consisting of a predetermined number of consecutive units, and uses the substituted amino acid X to The first prediction model may be trained to predict a single masked unit.

일례로, 하나의 학습 데이터에 대해서 복수의 마스킹된 유닛들이 존재하는 경우, 인공지능 기반의 예측 모델이 복수의 마스킹된 유닛들 중 하나의 마스크를 예측할 때, 다른 유닛의 마스크에 아미노산들의 평균값 또는 모든 아미노산들을 나타내는 아미노산 X가 적용될 수 있다.For example, when a plurality of masked units exist for one training data, when an artificial intelligence-based prediction model predicts one mask among the plurality of masked units, the average value of amino acids in the mask of another unit or all Amino acid X representing amino acids can be applied.

일 실시예에서, 제 1 예측 모델은 하나의 손실 함수 또는 복수의 손실함수들을 이용하여 동작될 수 있다. 본 개시내용의 일 실시예에 따라 복수의 손실함수들에 대한 예시로 4개의 손실함수들이 제시된다. In one embodiment, the first predictive model may be operated using one loss function or a plurality of loss functions. Four loss functions are presented as examples of a plurality of loss functions according to an embodiment of the present disclosure.

일 실시예에서, 전처리된 제 1 학습 데이터 세트에 포함된 유닛의 출력된 표현과 상기 유닛의 정답 간의 차이에 기반하여 결정되는 제 1 손실함수가 고려될 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 학습 데이터 세트에서 마스크가 적용되는 프레임의 시작 위치 이전의 유닛의 출력된 표현, 상기 프레임의 종료 위치 이후의 유닛의 출력된 표현, 및 상기 프레임 내의 유닛들 각각의 임베딩 위치에 기반하여 결정되는 제 2 손실 함수가 고려될 수 있다. 일 실시예에서, 전처리된 제 1 학습 데이터 세트에서 사전 결정된 개수의 연속적인 유닛들로 구성된 프레임 내에서 마스킹된 단일 유닛 이외의 다른 유닛들 각각을 아미노산 X로 치환하는 방식에 따라서 상기 마스킹된 단일 유닛의 출력된 표현과 상기 마스킹된 단일 유닛의 정답 간의 차이에 기반하여 결정되는 제 3 손실 함수가 고려될 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 예측 모델을 통해 출력되는 CDR3 서열과 실제 펩타이드 및 MHC에 대응하는 TCR의 CDR3 서열의 정답 간의 차이에 기반하여 결정되는 제 4 손실 함수가 고려될 수 있다. In one embodiment, a first loss function determined based on a difference between an output representation of a unit included in the preprocessed first training data set and a correct answer of the unit may be considered. In one embodiment, an output representation of a unit before a start position of a frame to which a mask is applied in a first training data set, an output representation of a unit after an end position of the frame, and an embedding position of each of the units in the frame A second loss function determined based on may be considered. In one embodiment, the masked single unit according to a method of substituting each of the units other than the masked single unit with amino acid X in a frame composed of a predetermined number of consecutive units in the preprocessed first training data set A third loss function may be considered that is determined based on the difference between the outputted expression of <RTI ID=0.0>of</RTI> In one embodiment, a fourth loss function determined based on the difference between the CDR3 sequence output through the first prediction model and the correct answer of the CDR3 sequence of the TCR corresponding to the actual peptide and MHC may be considered.

일 실시예에서, 본 개시내용의 제 1 예측 모델은 상이한 손실함수들을 이용하여 학습될 수 있다. 일례로, 제 1 예측 모델은 전술한 손실함수들 중 적어도 2개에 기초하여 학습될 수 있다.In one embodiment, the first predictive model of the present disclosure may be trained using different loss functions. As an example, the first prediction model may be learned based on at least two of the aforementioned loss functions.

일례로, 학습 데이터 세트에 포함된 유닛의 출력된 표현과 상기 유닛의 정답 간의 차이에 기반하여 결정되는 제 1 손실함수, 및 학습 데이터 세트에서 마스크가 적용되는 프레임의 시작 위치 이전의 유닛의 출력된 표현, 상기 프레임의 종료 위치 이후의 유닛의 출력된 표현, 및 상기 프레임 내의 유닛들 각각의 임베딩 위치에 기반하여 결정되는 제 2 손실함수에 기초한 조합된 손실함수는 예를 들어, 제 1 손실함수와 제 2 손실함수의 합산에 의해 정의될 수 있다.For example, a first loss function determined based on a difference between an output expression of a unit included in the training data set and a correct answer of the unit, and an output of a unit before the start position of a frame to which a mask is applied in the training data set The combined loss function based on the representation, the output representation of units after the end position of the frame, and the second loss function determined based on the embedding position of each of the units in the frame is, for example, the first loss function and It can be defined by the summation of the second loss function.

추가적인 예시로, 학습 데이터 세트에 포함된 유닛의 출력된 표현과 상기 유닛의 정답 간의 차이에 기반하여 결정되는 제 1 손실함수, 및 학습 데이터 세트에서 사전 결정된 개수의 연속적인 유닛들로 구성된 프레임 내에서 마스킹된 단일 유닛 이외의 다른 유닛들 각각을 아미노산 X로 치환하는 방식에 따라서 마스킹된 단일 유닛의 출력된 표현과 상기 마스킹된 단일 유닛의 정답 간의 차이에 기반하여 결정되는 제 3 손실 함수에 기초한 조합된 손실함수는 예를 들어, 제 1 손실함수와 제 3 손실함수의 합산에 의해 정의될 수 있다.As a further example, a first loss function determined based on a difference between an output representation of a unit included in the training data set and a correct answer of the unit, and within a frame consisting of a predetermined number of consecutive units in the training data set Combined based on the third loss function determined based on the difference between the output expression of the masked single unit and the correct answer of the masked single unit according to the method of substituting each of the units other than the single masked unit with amino acid X The loss function may be defined by, for example, the sum of the first loss function and the third loss function.

추가적인 예시로, 학습 데이터 세트에서 마스크가 적용되는 프레임의 시작 위치 이전의 유닛의 출력된 표현, 상기 프레임의 종료 위치 이후의 유닛의 출력된 표현, 및 상기 프레임 내의 유닛들 각각의 임베딩 위치에 기반하여 결정되는 제 2 손실함수, 및 학습 데이터 세트에서 사전 결정된 개수의 연속적인 유닛들로 구성된 프레임 내에서 마스킹된 단일 유닛 이외의 다른 유닛들 각각을 아미노산 X로 치환하는 방식에 따라서 마스킹된 단일 유닛의 출력된 표현과 상기 마스킹된 단일 유닛의 정답 간의 차이에 기반하여 결정되는 제 3 손실 함수에 기초한 조합된 손실함수는 예를 들어, 제 2 손실함수와 제 3 손실함수의 합산에 의해 정의될 수 있다.As a further example, based on the output representation of the unit before the start position of the frame to which the mask is applied in the training data set, the output representation of the unit after the end position of the frame, and the embedding position of each of the units in the frame Output of a single unit masked according to the determined second loss function and a method of substituting each of the units other than the single unit masked with amino acid X in a frame composed of a predetermined number of consecutive units in the training data set A combined loss function based on a third loss function determined based on the difference between the correct answer of the masked expression and the masked single unit may be defined, for example, by the sum of the second loss function and the third loss function.

추가적인 예시로, 학습 데이터 세트에서 사전 결정된 개수의 연속적인 유닛들로 구성된 프레임 내에서 마스킹된 단일 유닛 이외의 다른 유닛들 각각을 아미노산 X로 치환하는 방식에 따라서 마스킹된 단일 유닛의 출력된 표현과 상기 마스킹된 단일 유닛의 정답 간의 차이에 기반하여 결정되는 제 3 손실 함수, 및 예측모델을 통해 출력되는 CDR3 서열과 실제 펩타이드 및 MHC에 대응하는 TCR의 CDR3 서열의 정답 간의 차이에 기반하여 결정되는 제 4 손실 함수에 기초한 조합된 손실함수는 예를 들어, 제 3 손실함수와 제 4 손실함수의 합산에 의해 정의될 수 있다.As a further example, the output expression of a single unit masked according to a method of substituting each of the units other than the single unit masked with amino acid X in a frame consisting of a predetermined number of consecutive units in the training data set and the above A third loss function determined based on the difference between the correct answers of the masked single unit, and a fourth determined based on the difference between the correct answer between the CDR3 sequence output through the prediction model and the correct answer of the CDR3 sequence of the TCR corresponding to the actual peptide and MHC A combined loss function based on the loss function may be defined, for example, by the summation of the third loss function and the fourth loss function.

일 실시예에서, 학습 데이터 세트에서 마스크가 적용되는 프레임의 시작 위치 이전의 유닛의 출력된 표현, 상기 프레임의 종료 위치 이후의 유닛의 출력된 표현, 및 상기 프레임 내의 유닛들 각각의 임베딩 위치에 기반하여 결정되는 제 2 손실함수에는 제 2 손실함수 외의 다른 손실함수에 비해 높은 가중치가 할당될 수 있다.In one embodiment, based on the output representation of units before the start position of the frame to which the mask is applied, the output representation of units after the end position of the frame, and the embedding position of each of the units in the frame in the training data set. A higher weight than other loss functions other than the second loss function may be assigned to the second loss function determined by the above process.

도 5는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 학습 데이터 세트의 전처리 중 하나로서, 마스킹 방식들을 예시적으로 나타낸다.5 is one of preprocessing of a learning data set according to an embodiment of the present disclosure, and shows masking schemes by way of example.

도 5는 학습 과정에서 마스킹의 대상이 되는 프레임의 길이를 결정하기 위한 다양한 방법을 예시적으로 제시한다.5 exemplarily suggests various methods for determining the length of a frame to be masked in a learning process.

일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는, 제 1 학습 데이터 세트에 포함된 사전 결정된 개수의 연속적인 유닛들을 포함하는 프레임에 마스크를 적용할 수 있다. 프레임의 길이는 상기 프레임에 포함된 연속적인 유닛들의 개수에 대응될 수 있다.In one embodiment, the computing device 100 may apply a mask to a frame including a predetermined number of contiguous units included in the first training data set. The length of a frame may correspond to the number of consecutive units included in the frame.

도 5에서의 (a)는 학습 과정에서 마스킹의 대상이 되는 프레임의 길이가 프레임의 길이와 샘플링 확률 간의 관계를 나타내는 기하적 분포(Geometric Distribution)에 기초하여 결정될 수 있음을 예시적으로 나타낸다.(a) in FIG. 5 exemplarily shows that the length of a frame to be masked in a learning process can be determined based on a geometric distribution representing a relationship between the length of a frame and a sampling probability.

일 실시예에서, 제 1 마스킹 방식(도 5(a))을 나타내는 그래프는 확률 통계적으로 산출되는 기하적 분포에 따라, 프레임의 길이가 긴 길이보다 짧은 길이로 편향되는 샘플링 확률의 개형을 가질 수 있다.In one embodiment, the graph representing the first masking scheme (FIG. 5(a)) may have an open sampling probability in which the length of the frame is biased toward a shorter length than a longer length according to a geometric distribution calculated with probability statistics. there is.

일례로, 상대적으로 짧은 길이의 프레임이 마스킹 되었을 때, TCR의 CDR3 서열을 예측하는 제 1 예측 모델이 더 높은 정답률을 기록할 수 있다.For example, when a frame having a relatively short length is masked, the first prediction model predicting the CDR3 sequence of the TCR may record a higher rate of correct answers.

추가적인 예시에서, 상대적으로 짧은 길이의 프레임이 마스킹 되었을 때, TCR의 CDR3 서열을 예측하는 제 1 예측 모델이 더 높은 정답률을 기록할 수 있다. 이러한 예시들은, 보다 긴 길이의 프레임에서 TCR의 CDR3 서열 예측이 향상될 수 있다는 점을 예시적으로 나타낸다.In a further example, when a frame having a relatively short length is masked, the first prediction model predicting the CDR3 sequence of the TCR may record a higher rate of correct answers. These examples exemplarily indicate that prediction of CDR3 sequences of TCRs can be improved in frames of longer length.

일 실시예에서, 제 1 예측 모델은 제 1 학습 데이터 세트에서 짧은 길이의 프레임이 마스킹 되었을 때, 에폭(epoch) 횟수가 낮을수록 CDR3 서열의 마스킹 프레임에 대한 더 향상된 예측 결과를 생성할 수 있다.In one embodiment, the first prediction model may generate a more improved prediction result for the masking frame of the CDR3 sequence as the number of epochs decreases when frames with a short length are masked in the first training data set.

도 5에서의 (b)는 프레임의 길이가 프레임의 길이와 샘플링 확률 간의 관계를 나타내는 기하적 분포의 역값에 기초하여 결정될 수 있음을 예시적으로 나타낸다.(b) in FIG. 5 exemplarily shows that the length of a frame may be determined based on an inverse value of a geometric distribution representing a relationship between a length of a frame and a sampling probability.

일 실시예에서, 제 2 마스킹 방식(도 5(b))을 나타내는 그래프는 확률 통계적으로 산출되는 기하적 분포의 역값(inverse value)에 따라, 프레임의 길이가 짧은 길이보다 긴 길이로 편향되는 샘플링 확률의 개형을 가질 수 있다.In one embodiment, the graph representing the second masking method (FIG. 5(b)) is sampling in which the length of the frame is biased to a longer length than a short length according to the inverse value of the geometric distribution calculated with probability statistics. You can have a reformed form of probability.

일 실시예에서, 프레임의 길이와 샘플링 확률 간의 관계가 기하적 분포의 역값에 기초하여, 보다 긴 TCR의 CDR3 서열을 예측하고자 하는 제 1 예측 모델의 성능을 향상시킬 수 있음을 예시적으로 나타낸다.In one embodiment, it is exemplarily shown that the relationship between the length of the frame and the sampling probability can improve the performance of the first prediction model that tries to predict the CDR3 sequence of a longer TCR based on the inverse of the geometric distribution.

일례로, 확률통계적으로 산출되는 기하적 분포의 역값은 (b)에서 도시되는 바와 같이, (a)에서 도시되는 프레임의 길이 별 샘플링 확률이 역순으로 할당되는 것을 의미할 수 있다.For example, as shown in (b), the inverse value of the geometric distribution calculated with probability statistics may mean that the sampling probabilities for each frame length shown in (a) are allocated in the reverse order.

일례로, 확률통계적으로 산출되는 기하적 분포의 역값은 상대적으로 긴 길이의 프레임의 샘플링 확률이 상대적으로 짧은 길이의 샘플링 확률보다 크게 할당되는 것을 의미할 수 있다.For example, an inverse value of a geometric distribution calculated through stochastic statistics may mean that a sampling probability of a frame having a relatively long length is assigned greater than a sampling probability of a relatively short length.

도 5에서의 (c)는 프레임의 길이가 복수의 상이한 프레임들의 길이에 대해서 동일한 샘플링 확률이 적용되는 방식에 기초하여 결정될 수 있다는 점을 예시적으로 나타낸다.(c) in FIG. 5 exemplarily shows that the length of a frame can be determined based on a scheme in which the same sampling probability is applied to the lengths of a plurality of different frames.

일례로, 제 3 마스킹 방식(도 5(c))을 나타내는 그래프는 프레임의 길이와 무관하게 샘플링 확률이 동일하다는 점을 예시적으로 나타낸다.As an example, a graph showing the third masking method (FIG. 5(c)) exemplarily shows that the sampling probability is the same regardless of the frame length.

일 실시예에서, 제 1 마스킹 방식(도 5(a))을 통해 훈련된 제 1a 예측 모델, 제 2 마스킹 방식(도 5(b))을 통해 훈련된 제 1b 예측 모델, 제 3 마스킹 방식(도 5(c))을 통해 훈련된 제 1c 예측 모델 중 적어도 둘 이상의 예측모델은 상호보완적으로 작동될 수 있다.In one embodiment, the 1a prediction model trained through the first masking method (FIG. 5 (a)), the 1b prediction model trained through the second masking method (FIG. 5 (b)), and the third masking method ( At least two or more prediction models among the 1c prediction models trained through FIG. 5(c)) may be operated complementary to each other.

일례로, 컴퓨팅 장치(100)에 의하여 수행되는 TCR의 CDR3 서열 예측 모델의 훈련을 위해, 제 N 에폭에서는 제 1c 예측모델이 구동되며, 제 N+1 에폭에서는 제 1a 예측모델이 구동되어 예측 모델들은 상호보완적으로 작동될 수 있다는 점을 예시적으로 나타낸다.For example, for the training of the CDR3 sequence prediction model of the TCR performed by the computing device 100, the 1c prediction model is driven in the Nth epoch, and the 1a prediction model is driven in the N+1 th epoch, resulting in a predictive model Illustratively shows that they can be operated complementary to each other.

일 실시예에서, 제 1 마스킹 방식(도 5(a)), 제 2 마스킹 방식(도 5(b)), 제 3 마스킹 방식(도 5(c))을 통해 훈련된 제 1 예측 모델은 보다 다양한 TCR의 CDR3 서열 예측값들을 생성함으로써, 최적의 면역원성을 나타내거나 임상적으로 개선된 효과를 나타낼 수 있다는 점을 예시적으로 나타낸다.In one embodiment, the first prediction model trained through the first masking method (FIG. 5 (a)), the second masking method (FIG. 5 (b)), and the third masking method (FIG. 5 (c)) is more By generating CDR3 sequence predicted values of various TCRs, it is exemplarily shown that optimal immunogenicity or clinically improved effects can be exhibited.

도 6은 본 개시내용의 일 실시예에 따라 HLA 및 펩타이드로부터 생성된 가이드 정보에 포함된 데이터에 기반하여 전처리된 제 1 학습 데이터 세트가 입력되어 제 1 예측 모델을 통해 TCR의 CDR3 서열을 포함하는 예측 결과를 생성하는 방법을 예시적으로 도시한다.6 is a first learning data set preprocessed based on data included in guide information generated from HLA and peptides according to an embodiment of the present disclosure, and includes the CDR3 sequence of the TCR through the first prediction model. A method of generating a prediction result is exemplarily shown.

일 실시예에서, 제 2 예측 모델(620)은 HLA(612)와 펩타이드(614)의 정보를 입력받아 아미노산의 길이 정보(632), V 타입(634) 및/또는 J 타입(636)을 포함하는 가이드정보(630)를 출력할 수 있다.In one embodiment, the second prediction model 620 receives the information of the HLA 612 and the peptide 614 and includes amino acid length information 632, V type 634 and / or J type 636 guide information 630 to be output.

일 실시예에서, 제 1 학습 데이터 세트(640)는 HLA(612)와 펩타이드(614)의 정보에 기반하여 제 2 예측 모델(620)에서 생성된 T세포 수용체의 발현과 관련된 유전자 정보를 포함하는 V 타입 및 J 타입에 의하여 전처리될 수 있다.In one embodiment, the first training data set 640 includes genetic information related to the expression of the T cell receptor generated by the second prediction model 620 based on the information of the HLA 612 and the peptide 614 It can be pretreated by V type and J type.

일 실시예에서, 제 1 학습 데이터 세트(640)는 HLA(612)와 펩타이드(614)의 정보에 기반하여 제 2 예측 모델(620)에서 생성된 TCR의 CDR3 서열의 아미노산 길이 정보(632)에 의하여 전처리될 수 있다.In one embodiment, the first training data set 640 is based on the amino acid length information 632 of the CDR3 sequence of the TCR generated by the second prediction model 620 based on the information of the HLA 612 and the peptide 614. can be pretreated.

일 실시예에서, 제 2 예측 모델에서 생성된 가이드 정보는, V 타입에서 다양성이 많이 존재하는 위치 및/또는 J 타입에서 다양성이 많이 존재하는 위치 정보로부터 제 1 학습 데이터 세트의 CDR3 서열의 프레임 위치가 결정되도록 할 수 있다.In one embodiment, the guide information generated by the second prediction model is the frame position of the CDR3 sequence of the first training data set from the location information where there is a lot of diversity in the V type and/or the location where there is a lot of diversity in the J type. can be determined.

일례로, 프레임의 위치는 프레임이 시작되는 유닛의 위치 및 프레임이 종료되는 유닛의 위치를 포괄하는 의미로 사용될 수 있다.For example, the position of a frame may be used as a meaning encompassing a position of a unit where a frame starts and a position of a unit where a frame ends.

일 실시예에서 제 2 예측 모델에서 생성된 가이드 정보가 V 타입에서 다양성이 많이 존재하는 위치 및/또는 J 타입에서 다양성이 많이 존재하는 위치 정보로부터 제 1 학습 데이터 세트의 CDR3 서열의 프레임 위치가 결정되도록 할 수 있다. 이에 따라, 가이드 정보는, 제 1 학습 데이터 세트의 마스킹 위치를 한정하여 제 1 예측 모델의 학습의 효율성을 달성할 수 있으며, 이에 따라 제 1 예측 모델의 성능을 향상시킬 수 있다.In one embodiment, the frame position of the CDR3 sequence of the first training data set is determined from the location information where the guide information generated by the second prediction model has a lot of diversity in V-type and / or where there is a lot of diversity in J-type can be made Accordingly, the guide information may limit the masking position of the first training data set to achieve learning efficiency of the first prediction model, thereby improving performance of the first prediction model.

일 실시예에서, 제 1 학습 데이터 세트는 실험적으로 얻어진, 또는 생물통계학적 데이터베이스로부터 얻어진 정보에 기반하여 전처리될 수 있다.In one embodiment, the first training data set may be preprocessed based on information obtained empirically or from a biostatistical database.

추가적인 실시예에서, 예측 모델은 MHC와 펩타이드의 결합체를 나타내는 입력 데이터에 기반하여 CDR3에 대응되는 출력 데이터를 출력하도록 학습될 수 있다. In a further embodiment, the predictive model may be trained to output output data corresponding to CDR3 based on input data representing a conjugate of MHC and a peptide.

일 실시예에서, 결합 가능한 MHC와 펩타이드 혹은 MHC 및 펩타이드 각각은 공공 데이터베이스(예를 들어, VDJdb. McPAS. TCR3D, huARdb)를 통해 획득될 수 있다. 추가적인 실시예에서, 결합 가능한 MHC와 펩타이드는 MHC와 펩타이드를 입력으로 하고 결합가능한지 여부를 출력으로 하는 별도의 인공지능 기반의 모델에 의해 결정될 수도 있다. In one embodiment, MHC and peptides capable of binding or each of MHC and peptides may be obtained through a public database (eg, VDJdb. McPAS. TCR3D, huARdb). In an additional embodiment, bindable MHC and peptides may be determined by a separate artificial intelligence-based model that takes MHC and peptides as inputs and outputs whether bindable or not.

본 개시내용의 일 실시예에서, 예측 모델의 학습 과정에서 Masked Learning 방식이 사용될 수 있다. 학습 데이터 세트(640)에 포함된 아미노산 서열들 중 일부의 아미노산에 마스크를 적용한 이후, 마스킹된 아미노산을 맞추는 반-지도 학습이 수행될 수 있다. 여기서의 마스크를 적용하는 대상은 정답에 해당하는 아미노산 서열들로 한정될 수 있다. 이에 따라, 펩타이드 및 MHC을 입력받아 이에 대응되는 CDR3를 예측하기 위한 예측 모델의 정확도가 보다 증대될 수 있다.In one embodiment of the present disclosure, a masked learning method may be used in a process of learning a predictive model. After applying a mask to some of the amino acids included in the training data set 640, semi-supervised learning to match the masked amino acids may be performed. The object to which the mask is applied may be limited to amino acid sequences corresponding to the correct answer. Accordingly, the accuracy of the predictive model for predicting CDR3 corresponding to the received peptide and MHC can be further increased.

추가적인 예시에서, 학습 데이터 세트(640)에 포함된 연속된 유닛들로 구성된 프레임에 마스크를 적용한 이후, 마스킹된 프레임의 유닛들을 맞추는 반-지도 학습이 수행될 수 있다. 이에 따라, TCR의 CDR3를 예측하기 위한 예측 모델의 정확도가 보다 증대될 수 있다.In a further example, after applying a mask to a frame composed of contiguous units included in the training data set 640, semi-supervised learning to match the units of the masked frame may be performed. Accordingly, the accuracy of the prediction model for predicting the CDR3 of the TCR can be further increased.

본 개시내용의 일 실시예에서, 하나의 프레임에 대응되는 복수의 마스크들이 하나의 학습 데이터 세트에 적용될 수 있다. 이 경우, 하나의 프레임에 적용될 복수의 마스크들 중 어느 하나의 마스크를 맞추는 과정에서 다른 하나의 마스크에 대해서는 모든 아미노산 또는 아미노산의 평균을 나타내는 X 아미노산을 적용하는 방식으로, Masked Learning 방식이 구현될 수 있다. 이에 따라, 복수의 마스크들이 존재하는 상황에서도 X 아미노산이라는 피처(feature)가 사용되기 때문에, 마스킹된 데이터에 대한 예측의 정확도가 보다 높아질 수 있다.In one embodiment of the present disclosure, a plurality of masks corresponding to one frame may be applied to one training data set. In this case, the masked learning method can be implemented by applying X amino acids representing all amino acids or the average of amino acids to another mask in the process of matching one mask among a plurality of masks to be applied to one frame. there is. Accordingly, since a feature called X amino acid is used even in a situation where a plurality of masks exist, prediction accuracy for masked data can be higher.

도 7은 본 개시내용의 일 실시예에 따라 TCR의 CDR3 서열을 포함하는 예측 결과를 생성하는 방법을 예시적으로 도시한다. 예를 들어, 도 7에서 도시되는 단계들은 컴퓨팅 장치(100)에 의해 수행될 수 있다.7 exemplarily illustrates a method of generating a prediction result comprising a CDR3 sequence of a TCR according to an embodiment of the present disclosure. For example, the steps shown in FIG. 7 may be performed by computing device 100 .

일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 MHC에 대응되는 제 1 입력 데이터(710a), 펩타이드에 대응되는 제 2 입력 데이터(720a) 및 TCR의 CDR3에 대응되는 제 3 입력 데이터(730a)에 대한 그룹화(grouping) 프로세스(740) 및 세그멘팅(segmenting) 프로세스(750)를 포함하는 전처리(preprocessing)를 수행함으로써, 학습 데이터 세트(760)를 생성할 수 있다.In one embodiment, the computing device 100 provides first input data 710a corresponding to MHC, second input data 720a corresponding to peptide, and third input data 730a corresponding to CDR3 of TCR. By performing preprocessing including a grouping process 740 and a segmenting process 750 , training data set 760 may be generated.

일 실시예에서, 전처리는 그룹화 프로세스(740) 및 세그멘팅 프로세스(750)를 포함할 수 있다. 그룹화 프로세스(740)는, N개의 단위로 아미노산 서열들을 그룹화 하는 것을 포함할 수 있다. 세그멘팅 프로세스(750)는 그룹화된 그룹들을 조합하는 프로세스를 의미할 수 있다. 학습 데이터 세트는, 그룹화 프로세스(740) 및 세그멘팅 프로세스(750)에 기반하여 생성되는 데이터 세트로서, 예측 모델의 학습을 위해 사용될 수 있다.In one embodiment, pre-processing may include a grouping process 740 and a segmenting process 750. Grouping process 740 may include grouping the amino acid sequences into N units. The segmenting process 750 may refer to a process of combining grouped groups. The training data set is a data set generated based on the grouping process 740 and the segmenting process 750 and may be used for learning a predictive model.

일 실시예에서, 그룹화 프로세스(740)는, 상이한 길이의 아미노산 서열들 각각에 대한 출현 빈도를 분석함으로써, 상이한 길이의 아미노산 서열들 각각에 대응되는 길이를 가지는 유닛들을 생성하는 프로세스를 포함할 수 있다. 여기서 아미노산 서열의 길이는 아미노산 서열에 포함되는 아미노산들의 개수와 대응될 수 있다. 일례로, 아미노산 서열의 길이가 4인 경우, 해당 아미노산 서열에 포함된 아미노산들의 개수는 4일 수 있다.In one embodiment, the grouping process 740 may include a process of generating units having lengths corresponding to each of the amino acid sequences of different lengths by analyzing the frequency of occurrence for each of the amino acid sequences of different lengths. . Here, the length of the amino acid sequence may correspond to the number of amino acids included in the amino acid sequence. For example, when the length of an amino acid sequence is 4, the number of amino acids included in the amino acid sequence may be 4.

일례로, 그룹화 프로세스(740)는 유닛화 프로세스를 포함할 수 있다. 유닛화 프로세스는 하나의 단위로 처리될 수 있는 아미노산 서열들의 개수를 결정하는 프로세스를 의미할 수 있다. 유닛화 프로세스에 대한 일례로 토큰화 프로세스가 존재할 수 있다. 그룹화 프로세스(740)에 의해 생성된 유닛들에 기반하여, 제 1 입력 데이터, 제 2 입력 데이터 및 제 3 입력 데이터 각각에 대한 유닛화가 수행될 수 있다.In one example, grouping process 740 can include a uniting process. The unitization process may refer to a process of determining the number of amino acid sequences that can be processed as one unit. A tokenization process may exist as an example of the unitization process. Unitization may be performed on each of the first input data, the second input data, and the third input data based on the units generated by the grouping process 740 .

일 실시예에서, 그룹화 프로세스(740)는, 제 1 길이를 가지는 아미노산 서열들에 대한 출현 빈도를 분석함에 따라 획득되는 제 1 세트의 아미노산 서열들에 대한 제 1 유닛(710b) 그룹을 생성하는 단계, 및 제 1 그룹에 포함된 상기 제 1 세트의 아미노산 서열들이 제외된 상태에서, 제 1 길이보다 짧은 길이인 제 2 길이를 가지는 아미노산 서열들에 대한 출현 빈도를 분석함에 따라 획득되는 제 2 세트의 아미노산 서열들을 포함하는 제 2 유닛(720b) 그룹을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서 제 1 토큰 그룹에 포함된 유닛들은 제 1 길이를 가지며 그리고 제 2 유닛(720b) 그룹에 포함된 유닛들은 제 2 길이를 가질 수 있다. In one embodiment, the grouping process 740 includes generating a first unit 710b group for a first set of amino acid sequences obtained by analyzing the frequency of occurrence for amino acid sequences having a first length. , And a second set obtained by analyzing the frequency of occurrence of amino acid sequences having a second length shorter than the first length in a state in which the first set of amino acid sequences included in the first group are excluded. It may include generating a group of second units 720b comprising amino acid sequences. Here, units included in the first token group may have a first length, and units included in the second unit 720b group may have a second length.

일 실시예에서, 출현 빈도는 하나의 CDR3 서열 내에서 특정 아미노산 서열이 발견될 확률을 정량적으로 나타낸 값을 나타낼 수 있다. 일 실시예에서, 출현 빈도는 전체 CDR3의 개수에 대한 상기 전체 CDR3에서 특정 아미노산 서열이 발견된 횟수의 비율을 정량적으로 나타낸 값을 나타낼 수 있다.In one embodiment, the occurrence frequency may represent a value quantitatively representing the probability that a specific amino acid sequence is found within one CDR3 sequence. In one embodiment, the frequency of appearance may represent a value quantitatively representing the ratio of the number of times a specific amino acid sequence is found in all CDR3s to the number of all CDR3s.

일 실시예에서, 세그멘팅 프로세스(750)는 그룹화된 그룹들을 조합하는 프로세스를 의미할 수 있다. 일례로, 세그멘팅 프로세스(750)는 토큰들을 조합하여 학습 데이터 세트를 생성하는 프로세스를 포함할 수 있다. 세그먼트 프로세스는 예를 들어 세그먼트 임베딩(segment embedding)을 포함할 수 있다.In one embodiment, the segmenting process 750 may refer to a process of combining grouped groups. In one example, the segmenting process 750 may include a process of combining tokens to create a training data set. A segment process may include, for example, segment embedding.

일 실시예에서, 세그멘팅 프로세스(750)는, 구분자(separator) 토큰을 사이에 두고 (710a)에 대응되는 제 1 토큰들 및 제 3 입력 데이터(730a)에 대응되는 제 3 토큰들을 포함하는 제 1 학습 데이터 세트, 및 구분자 토큰을 사이에 두고 제 2 입력 데이터(720a)에 대응되는 제 2 토큰들 및 제 3 입력 데이터(730a)에 대응되는 제 3 토큰들을 포함하는 제 2 학습 데이터 세트를 생성할 수 있다. 여기서, 제 3 토큰들은 예측 모델의 학습 과정에서 정답 데이터로 사용될 수 있다. 예측 모델은 제 1 학습 데이터 세트에 기반한 제 1 추론(inference) 결과와 제 2 학습 데이터 세트에 기반한 제 2 추론 결과를 조합하는 형태로, MHC에 대응되는 제 1 입력 데이터(710a)와 펩타이드에 대응되는 제 2 입력 데이터(720a)에 대응되는 CDR3에 대응되는 제 3 입력 데이터(730a)를 출력하도록 학습될 수 있다. 여기서 예측 모델은 제 1 학습 데이터 세트에 기반하여 학습되는 제 1 예측 모델 및 제 2 학습 데이터 세트에 기반하여 학습되는 제 2 예측 모델을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 제 1 예측 모델의 출력과 제 2 예측 모델의 출력에 기반하여 제 3 입력 데이터(730a)가 출력되거나 또는 제 3 입력 데이터(730a)를 출력하도록 학습될 수 있다.In one embodiment, the segmenting process 750 includes first tokens corresponding to 710a and third tokens corresponding to third input data 730a with a separator token interposed therebetween. A second training data set including a first training data set, and second tokens corresponding to the second input data 720a and third tokens corresponding to the third input data 730a with a delimiter token interposed therebetween is generated. can do. Here, the third tokens may be used as correct answer data in the learning process of the predictive model. The predictive model combines the first inference result based on the first training data set and the second inference result based on the second training data set, and corresponds to the first input data 710a corresponding to MHC and the peptide. It can be learned to output the third input data 730a corresponding to CDR3 corresponding to the second input data 720a. Here, the prediction model may include a first prediction model learned based on the first training data set and a second prediction model learned based on the second training data set. In this embodiment, the third input data 730a may be output or learned to output the third input data 730a based on the output of the first prediction model and the output of the second prediction model.

일 실시예에서, 상기 예측 결과는, 상기 제 1 입력 데이터(710a) 및 상기 제 2 입력 데이터(720a)에 대응되는 CDR3 뿐만 아니라 TCR의 V 타입 및 J 타입을 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the prediction result may further include V type and J type of TCR as well as CDR3 corresponding to the first input data 710a and the second input data 720a.

일 실시예에서, 예측 모델은 제 1 입력 데이터(710a) 및 제 2 입력 데이터(720a)로부터 제 3 입력 데이터(730a)를 포함하는 예측 결과를 생성하기 위한 임의의 방식의 학습 방법에 기반하여 동작될 수 있다.In one embodiment, the predictive model operates based on any type of learning method for generating a prediction result including the third input data 730a from the first input data 710a and the second input data 720a. It can be.

일례로, 학습 방법은, 아미노산 서열들 중 일부의 아미노산에 마스크(mask)를 적용한 이후, 마스킹된(masked) 아미노산을 맞추는 반-지도 학습을 포함할 수 있다. For example, the learning method may include semi-supervised learning in which a mask is applied to amino acids of some of the amino acid sequences and then the masked amino acids are matched.

일례로, 학습 방법은, 아미노산 서열들 중 CDR3에 대응되는 제 3 서열의 프레임 및/또는 유닛에 포함된 아미노산에 마스크를 적용한 이후, 마스킹된 프레임 및/또는 유닛을 맞추는 반-지도 학습을 포함할 수 있다. 이러한 예시에서, 본 개시의 일 실시예에 따른 학습 방법은 CDR3에 대응되는 프레임 및/또는 유닛을 대상으로 마스크를 적용하고, MHC에 대응되는 제 1 서열의 아미노산들 및 펩타이드에 대응되는 제 2 서열의 아미노산들에 대해서는 마스크를 적용하지 않는 방식을 포함할 수 있다.For example, the learning method may include semi-supervised learning in which a mask is applied to amino acids included in a frame and/or unit of a third sequence corresponding to CDR3 among amino acid sequences, and then matching the masked frame and/or unit. can In this example, the learning method according to an embodiment of the present disclosure applies a mask to a frame and / or unit corresponding to CDR3, and a second sequence corresponding to amino acids and peptides of a first sequence corresponding to MHC A method of not applying a mask may be included for the amino acids of .

추가적인 실시예에서, 예측 모델을 학습시키는 학습 방법은, 복수개의 에폭(epoch)들에 걸쳐 예측 모델이 학습되는 경우, 에폭 단위로 상이한 위치에 마스크를 적용하거나 또는 에폭 단위로 상이한 크기의 마스크를 적용하는 방식을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 에폭에서는 제 1 위치에 대응되는 CDR3에 대응되는 아미노산들 중 적어도 일부에 제 1 크기의 마스크가 적용될 수 있으며, 제 1 에폭과 상이한 제 2 에폭에서는 제 1 위치와 상이한 제 2 위치에 대응되는 CDR3에 대응되는 아미노산들 중 적어도 일부에 제 2 크기의 마스크가 적용될 수 있다. In a further embodiment, a learning method for learning a predictive model includes, when the predictive model is learned over a plurality of epochs, applying a mask to a different location on a per-epoch basis or applying a mask of a different size on a per-epoch basis. method can be included. For example, in a first epoch, a mask of a first size may be applied to at least some of amino acids corresponding to CDR3 corresponding to a first position, and in a second epoch different from the first epoch, a second mask different from the first position A mask of a second size may be applied to at least some of the amino acids corresponding to the CDR3 corresponding to the position.

일 실시예에서, 예측 모델(770)의 학습이 완료된 이후, 예측 모델(770)은 MHC에 대응되는 제 1 입력 데이터(710a) 및 펩타이드에 대응되는 제 2 입력 데이터(710a)를 입력 받아, CDR3에 대응되는 제 3 입력 데이터(730a)를 출력할 수 있다. 추가적인 실시예에서, 예측 모델(770)의 학습이 완료된 이후, 예측 모델(770)은 MHC에 대응되는 제 1 입력 데이터(710a) 및 펩타이드에 대응되는 제 2 입력 데이터(710a)를 입력 받아, CDR3, V타입 및 J타입에 대응되는 제 3 입력 데이터(730a)를 출력할 수 있다.In one embodiment, after the learning of the predictive model 770 is completed, the predictive model 770 receives first input data 710a corresponding to MHC and second input data 710a corresponding to peptide, CDR3 Third input data 730a corresponding to can be output. In an additional embodiment, after learning of the predictive model 770 is completed, the predictive model 770 receives first input data 710a corresponding to MHC and second input data 710a corresponding to peptide, CDR3 , V-type and J-type third input data 730a can be output.

일 실시예에서, 예측 모델(770)은 학습 데이터(760)에 기반하여 펩타이드와 MHC에 대응되는 CDR3 및/또는 V타입/J타입을 출력하도록 학습될 수 있다.In one embodiment, the prediction model 770 may be trained to output CDR3 and/or V type/J type corresponding to the peptide and MHC based on the training data 760 .

일 실시예에서, 제 1 입력 데이터(710a)는 MHC에 대응되는 아미노산 서열을 포함할 수 있다. 제 2 입력 데이터(710a)는 펩타이드에 대응되는 아미노산 서열을 포함할 수 있다. 제 3 입력 데이터(730a)는 CDR3, V타입 및/또는 J타입에 대응되는 아미노산 서열을 포함할 수 있다. 예측 모델(770)에 대한 학습 과정에서, 제 3 입력 데이터(730a)는 MHC에 대응되는 제 1 입력 데이터(710a) 및 펩타이드에 대응되는 제 2 입력 데이터(710a)와 결합가능한 CDR3(이에 추가되는 V타입 및 J타입)을 포함할 수 있다. 즉, MHC와 펩타이드에 대응되는 CDR3에 대한 데이터가 사전획득될 수 있으며, 이러한 사전획득된 데이터에 기반하여 예측 모델(770)에 대한 학습이 이루어질 수 있다. In one embodiment, the first input data 710a may include an amino acid sequence corresponding to MHC. The second input data 710a may include an amino acid sequence corresponding to a peptide. The third input data 730a may include an amino acid sequence corresponding to CDR3, V-type and/or J-type. In the process of learning the predictive model 770, the third input data 730a is CDR3 capable of combining with the first input data 710a corresponding to MHC and the second input data 710a corresponding to peptide (added to this V type and J type) may be included. That is, data on CDR3 corresponding to MHC and peptides may be pre-acquired, and based on the pre-acquired data, learning of the predictive model 770 may be performed.

일 실시예에서, 그룹화 프로세스(740)는 입력 데이터(710a, 710a 및 730a)에 대응되는 유닛들(710b, 720b, 730b)을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 그룹화 프로세스(740)는 제 1 입력 데이터(710a)에 대응되는 제 1 유닛(710b)을 생성하고, 제 2 입력 데이터(710a)에 대응되는 제 2 유닛(720b)을 생성하고, 그리고 제 3 입력 데이터(730a)에 대응되는 제 3 유닛(730b)을 생성할 수 있다.In one embodiment, the grouping process 740 may generate units 710b, 720b, and 730b corresponding to the input data 710a, 710a, and 730a. In one embodiment, the grouping process 740 generates a first unit 710b corresponding to the first input data 710a, generates a second unit 720b corresponding to the second input data 710a, and , and a third unit 730b corresponding to the third input data 730a may be generated.

일 실시예에서, 그룹화 프로세스(740)는 입력 데이터를 보다 작은 단위 혹은 크기로 분할하기 위한 프로세스를 포함하며, 여기서 분할되는 단위는 토큰에 대응될 수 있다. In one embodiment, the grouping process 740 includes a process for dividing the input data into smaller units or sizes, where the divided units may correspond to tokens.

일 실시예에서, 세그멘팅 프로세스(750)는 토큰들을 기반으로 학습 데이터 세트(760)를 만드는 프로세스를 포함할 수 있다.In one embodiment, the segmenting process 750 may include a process of creating a training data set 760 based on tokens.

본 개시내용의 일 실시예에 따른 세그멘팅 프로세스(750)는 MHC에 대응되는 제 1 입력 데이터(710a) 및 CDR3에 대응되는 제 3 입력 데이터(730a)를 포함하는 학습 데이터 세트(760)를 생성할 수 있다. 이러한 학습 데이터 세트(760)에서, 제 1 입력 데이터(710a)에 대응되는 제 3 입력 데이터(730a)가 정답 데이터로 사용될 수 있다. 세그멘팅 프로세스(750)는 펩타이드에 대응되는 제 2 입력 데이터(710a) 및 CDR3에 대응되는 제 3 입력 데이터(730a)를 포함하는 학습 데이터 세트(760)를 생성할 수 있다. 이러한 학습 데이터 세트(760)는 제 2 입력 데이터(710a)에 대응되는 제 3 입력 데이터(730a)가 정답 데이터로 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 세그멘팅 프로세스(750)는 2 종류의 형태의 학습 데이터 세트(760)를 생성하고, 생성된 2 종류의 학습 데이터 세트(760)를 각각 독립적으로 예측 모델(770)에 적용할 수 있다. 이 경우, 예측 모델(770)은 하나의 통합된 모델이거나 또는 각각의 학습 데이터 세트(770)를 입력받아 처리하기 위한 별개의 복수개의 모델들로 구성될 수도 있다.The segmenting process 750 according to an embodiment of the present disclosure generates a training data set 760 that includes first input data 710a corresponding to MHC and third input data 730a corresponding to CDR3. can do. In this learning data set 760, the third input data 730a corresponding to the first input data 710a may be used as correct answer data. The segmenting process 750 may generate a training data set 760 including second input data 710a corresponding to a peptide and third input data 730a corresponding to CDR3. In the learning data set 760, the third input data 730a corresponding to the second input data 710a may be used as correct answer data. In this embodiment, the segmenting process 750 generates two types of training data sets 760, and each of the generated two types of training data sets 760 is independently applied to the predictive model 770. can In this case, the prediction model 770 may be a single integrated model or may be composed of a plurality of separate models for receiving and processing each training data set 770 .

본 개시내용의 일 실시예에 따른 세그멘팅 프로세스(750)는 MHC에 대응되는 제 1 입력 데이터(710a), 펩타이드에 대응되는 제 2 입력 데이터(710a) 및 CDR3에 대응되는 제 3 입력 데이터(730a)를 포함하는 학습 데이터 세트(760)를 생성할 수 있다. 이러한 학습 데이터 세트(760)에서, 제 1 입력 데이터(710a) 및 제 2 입력 데이터(710a)에 대응되는 제 3 입력 데이터(730a)가 정답 데이터로 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 세그멘팅 프로세스(750)는 제 1 입력 데이터(710a) 및 제 2 입력 데이터(710a)가 연접된 형태로 입력 데이터를 생성할 수 있으며, 그리고 제 3 입력 데이터(730a)를 상기 입력 데이터에 대응되는 정답 데이터로 사용하는 방식으로 학습 데이터 세트(760)를 생성할 수 있다. 이러한 경우, 세그멘팅 프로세스(750)를 통해, 예를 들어, MHC에 대응되는 아미노산 서열들 및 펩타이드에 대응되는 아미노산 서열들이 서로 연접되는 방식으로 통합된 형태의 입력 데이터가 생성될 수 있다The segmenting process 750 according to an embodiment of the present disclosure includes first input data 710a corresponding to MHC, second input data 710a corresponding to peptide, and third input data 730a corresponding to CDR3. A training data set 760 including ) can be created. In this learning data set 760, the third input data 730a corresponding to the first input data 710a and the second input data 710a may be used as correct answer data. In this embodiment, the segmenting process 750 may generate input data in a concatenated form of the first input data 710a and the second input data 710a, and the third input data 730a as the above. The training data set 760 may be created in a manner of using it as correct answer data corresponding to the input data. In this case, through the segmenting process 750, for example, input data in an integrated form may be generated in such a way that amino acid sequences corresponding to MHC and amino acid sequences corresponding to peptides are concatenated with each other.

일 실시예에서, 예측 모델(770)의 추론 과정에서 연접된 제 1 및 제 2 입력 데이터가 사용될 수 있으며, 이러한 연접된 입력 데이터에 대응되는 CDR3가 출력될 수 있다. 일 실시예에서, 예측 모델(770)의 추론 과정에서 제 1 입력 데이터에 대한 CDR3 및 제 2 입력 데이터에 대한 CDR3를 조합하거나 다른 모델에 입력하는 방식으로, 제 1 입력 데이터와 제 2 입력 데이터에 대응하는 CDR3가 출력될 수 있다.In an embodiment, concatenated first and second input data may be used in the inference process of the predictive model 770, and CDR3 corresponding to the concatenated input data may be output. In an embodiment, in the inference process of the predictive model 770, the first input data and the second input data are obtained by combining CDR3 for the first input data and CDR3 for the second input data or inputting them to another model. Corresponding CDR3 can be output.

도 8은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 환경의 개략도이다.8 is a schematic diagram of a computing environment according to one embodiment of the present disclosure.

본 개시내용에서의 컴포넌트, 모듈 또는 부(unit)는 특정의 태스크를 수행하거나 특정의 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로시져, 프로그램, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포함한다. 또한, 당업자라면 본 개시내용에서 제시되는 방법들이 단일-프로세서 또는 멀티프로세서 컴퓨팅 장치, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터는 물론 퍼스널 컴퓨터, 핸드헬드 컴퓨팅 장치, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램가능 가전 제품, 기타 등등(이들 각각은 하나 이상의 연관된 장치와 연결되어 동작할 수 있음)을 비롯한 다른 컴퓨터 시스템 구성으로 실시될 수 있다는 것을 충분히 인식할 것이다.A component, module or unit in this disclosure includes routines, procedures, programs, components, data structures, etc. that perform particular tasks or implement particular abstract data types. In addition, those skilled in the art will understand that the methods presented in this disclosure can be used in single-processor or multiprocessor computing devices, minicomputers, mainframe computers as well as personal computers, handheld computing devices, microprocessor-based or programmable consumer electronics, and the like ( It will be fully appreciated that each of these may be implemented with other computer system configurations, including those that may be operative in connection with one or more associated devices.

본 개시내용에서 설명된 실시예들은 또한 어떤 태스크들이 통신 네트워크를 통해 연결되어 있는 원격 처리 장치들에 의해 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서 실시될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈은 로컬 및 원격 메모리 저장 장치 둘 다에 위치할 수 있다.Embodiments described in this disclosure may also be practiced in distributed computing environments where certain tasks are performed by remote processing devices that are linked through a communications network. In a distributed computing environment, program modules may be located in both local and remote memory storage devices.

컴퓨팅 장치는 통상적으로 다양한 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 컴퓨터에 의해 액세스 가능한 매체는 그 어떤 것이든지 컴퓨터 판독가능 매체가 될 수 있고, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 휘발성 및 비휘발성 매체, 일시적(transitory) 및 비일시적(non-transitory) 매체, 이동식 및 비-이동식 매체를 포함한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 저장 매체 및 컴퓨터 판독가능 전송 매체를 포함할 수 있다.A computing device typically includes a variety of computer readable media. Computer readable media can be any medium that can be accessed by a computer, including volatile and nonvolatile media, transitory and non-transitory media, removable and non-transitory media. Includes removable media. By way of example, and not limitation, computer readable media may include computer readable storage media and computer readable transmission media.

컴퓨터 판독가능 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보를 저장하는 임의의 방법 또는 기술로 구현되는 휘발성 및 비휘발성 매체, 일시적 및 비-일시적 매체, 이동식 및 비이동식 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 기타 메모리 기술, CD-ROM, DVD(digital video disk) 또는 기타 광 디스크 저장 장치, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 기타 자기 저장 장치, 또는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있고 원하는 정보를 저장하는 데 사용될 수 있는 임의의 기타 매체를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.Computer readable storage media are volatile and nonvolatile media, transitory and non-transitory, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. includes media Computer readable storage media may include RAM, ROM, EEPROM, flash memory or other memory technology, CD-ROM, digital video disk (DVD) or other optical disk storage device, magnetic cassette, magnetic tape, magnetic disk storage device or other magnetic storage device. device, or any other medium that can be accessed by a computer and used to store desired information.

컴퓨터 판독가능 전송 매체는 통상적으로 반송파(carrier wave) 또는 기타 전송 메커니즘(transport mechanism)과 같은 피변조 데이터 신호(modulated data signal)에 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터 등을 구현하고 모든 정보 전달 매체를 포함한다. 피변조 데이터 신호라는 용어는 신호 내에 정보를 인코딩하도록 그 신호의 특성들 중 하나 이상을 설정 또는 변경시킨 신호를 의미한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 전송 매체는 유선 네트워크 또는 직접 배선 접속(direct-wired connection)과 같은 유선 매체, 그리고 음향, RF, 적외선, 기타 무선 매체와 같은 무선 매체를 포함한다. 상술된 매체들 중 임의의 것의 조합도 역시 컴퓨터 판독가능 전송 매체의 범위 안에 포함되는 것으로 한다.A computer readable transmission medium typically embodies computer readable instructions, data structures, program modules or other data in a modulated data signal such as a carrier wave or other transport mechanism. Including all information delivery media. The term modulated data signal means a signal that has one or more of its characteristics set or changed so as to encode information within the signal. By way of example, and not limitation, computer readable transmission media includes wired media such as a wired network or direct-wired connection, and wireless media such as acoustic, RF, infrared, and other wireless media. Combinations of any of the above are also intended to be included within the scope of computer readable transmission media.

컴퓨터(2002)를 포함하는 본 발명의 여러가지 측면들을 구현하는 예시적인 환경(2000)이 나타내어져 있으며, 컴퓨터(2002)는 처리 장치(2004), 시스템 메모리(2006) 및 시스템 버스(2008)를 포함한다. 본 명세서에서의 컴퓨터(200)는 컴퓨팅 장치와 상호 교환가능하게 사용될 수 있다. 시스템 버스(2008)는 시스템 메모리(2006)(이에 한정되지 않음)를 비롯한 시스템 컴포넌트들을 처리 장치(2004)에 연결시킨다. 처리 장치(2004)는 다양한 상용 프로세서들 중 임의의 프로세서일 수 있다. 듀얼 프로세서 및 기타 멀티프로세서 아키텍처도 역시 처리 장치(2004)로서 이용될 수 있다.An exemplary environment 2000 implementing various aspects of the present invention is shown comprising a computer 2002, which includes a processing unit 2004, a system memory 2006 and a system bus 2008. do. Computer 200 herein may be used interchangeably with a computing device. System bus 2008 couples system components, including but not limited to system memory 2006, to processing unit 2004. Processing unit 2004 may be any of a variety of commercially available processors. Dual processors and other multiprocessor architectures may also be used as the processing unit 2004.

시스템 버스(2008)는 메모리 버스, 주변장치 버스, 및 다양한 상용 버스 아키텍처 중 임의의 것을 사용하는 로컬 버스에 추가적으로 상호 연결될 수 있는 몇가지 유형의 버스 구조 중 임의의 것일 수 있다. 시스템 메모리(2006)는 판독 전용 메모리(ROM)(2010) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)(2012)를 포함한다. 기본 입/출력 시스템(BIOS)은 ROM, EPROM, EEPROM 등의 비휘발성 메모리(2010)에 저장되며, 이 BIOS는 시동 중과 같은 때에 컴퓨터(2002) 내의 구성요소들 간에 정보를 전송하는 일을 돕는 기본적인 루틴을 포함한다. RAM(2012)은 또한 데이터를 캐싱하기 위한 정적 RAM 등의 고속 RAM을 포함할 수 있다.System bus 2008 may be any of several types of bus structures that may additionally be interconnected to a memory bus, a peripheral bus, and a local bus using any of a variety of commercial bus architectures. System memory 2006 includes read only memory (ROM) 2010 and random access memory (RAM) 2012 . The basic input/output system (BIOS) is stored in non-volatile memory 2010, such as ROM, EPROM, EEPROM, etc. BIOS is a basic set of information that helps transfer information between components within the computer 2002, such as during startup. contains routines. RAM 2012 may also include high-speed RAM, such as static RAM, for caching data.

컴퓨터(2002)는 또한 내장형 하드 디스크 드라이브(HDD)(2014)(예를 들어, EIDE, SATA), 자기 플로피 디스크 드라이브(FDD)(2016)(예를 들어, 이동식 디스켓(2018)으로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임), SSD 및 광 디스크 드라이브(2020)(예를 들어, CD-ROM 디스크(2022)를 판독하거나 DVD 등의 기타 고용량 광 매체로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임)를 포함한다. 하드 디스크 드라이브(2014), 자기 디스크 드라이브(2016) 및 광 디스크 드라이브(2020)는 각각 하드 디스크 드라이브 인터페이스(2024), 자기 디스크 드라이브 인터페이스(2026) 및 광 드라이브 인터페이스(2028)에 의해 시스템 버스(2008)에 연결될 수 있다. 외장형 드라이브 구현을 위한 인터페이스(2024)는 예를 들어, USB(Universal Serial Bus) 및 IEEE 1394 인터페이스 기술 중 적어도 하나 또는 그 둘 다를 포함한다.The computer 2002 may also read from an internal hard disk drive (HDD) 2014 (eg EIDE, SATA), a magnetic floppy disk drive (FDD) 2016 (eg a removable diskette 2018), or for writing to them), SSDs and optical disk drives 2020 (for example, for reading CD-ROM disks 2022 or reading from or writing to other high capacity optical media such as DVDs) include The hard disk drive 2014, magnetic disk drive 2016, and optical disk drive 2020 are connected to the system bus 2008 by the hard disk drive interface 2024, magnetic disk drive interface 2026, and optical drive interface 2028, respectively. ) can be connected to The interface 2024 for external drive implementation includes, for example, at least one or both of Universal Serial Bus (USB) and IEEE 1394 interface technologies.

이들 드라이브 및 그와 연관된 컴퓨터 판독가능 매체는 데이터, 데이터 구조, 컴퓨터 실행가능 명령어, 기타 등등의 비휘발성 저장을 제공한다. 컴퓨터(2002)의 경우, 드라이브 및 매체는 임의의 데이터를 적당한 디지털 형식으로 저장하는 것에 대응한다. 상기에서의 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 대한 설명이 HDD, 이동식 자기 디스크, 및 CD 또는 DVD 등의 이동식 광 매체를 언급하고 있지만, 당업자라면 집 드라이브(zip drive), 자기 카세트, 플래쉬 메모리 카드, 카트리지, 기타 등등의 컴퓨터에 의해 판독가능한 다른 유형의 저장 매체도 역시 예시적인 운영 환경에서 사용될 수 있으며 또 임의의 이러한 매체가 본 발명의 방법들을 수행하기 위한 컴퓨터 실행가능 명령어를 포함할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.These drives and their associated computer readable media provide non-volatile storage of data, data structures, computer executable instructions, and the like. In the case of computer 2002, drives and media correspond to storing any data in a suitable digital format. Although the description of computer-readable storage media above refers to HDDs, removable magnetic disks, and removable optical media such as CDs or DVDs, those skilled in the art can use zip drives, magnetic cassettes, flash memory cards, cartridges, It will be appreciated that other types of computer-readable storage media, such as those of other types, may also be used in the exemplary operating environment and that any such media may contain computer-executable instructions for performing the methods of the present invention. .

운영 체제(2030), 하나 이상의 어플리케이션 프로그램(2032), 기타 프로그램 모듈(2034) 및 프로그램 데이터(2036)를 비롯한 다수의 프로그램 모듈이 드라이브 및 RAM(2012)에 저장될 수 있다. 운영 체제, 어플리케이션, 모듈 및/또는 데이터의 전부 또는 그 일부분이 또한 RAM(2012)에 캐싱될 수 있다. 본 발명이 여러가지 상업적으로 이용가능한 운영 체제 또는 운영 체제들의 조합에서 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.A number of program modules may be stored on the drive and RAM 2012, including an operating system 2030, one or more application programs 2032, other program modules 2034, and program data 2036. All or portions of the operating system, applications, modules and/or data may also be cached in RAM 2012. It will be appreciated that the present invention may be implemented in a variety of commercially available operating systems or combinations of operating systems.

사용자는 하나 이상의 유선/무선 입력 장치, 예를 들어, 키보드(2038) 및 마우스(2040) 등의 포인팅 장치를 통해 컴퓨터(2002)에 명령 및 정보를 입력할 수 있다. 기타 입력 장치(도시 생략)로는 마이크, IR 리모콘, 조이스틱, 게임 패드, 스타일러스 펜, 터치 스크린, 기타 등등이 있을 수 있다. 이들 및 기타 입력 장치가 종종 시스템 버스(2008)에 연결되어 있는 입력 장치 인터페이스(2042)를 통해 처리 장치(2004)에 연결되지만, 병렬 포트, IEEE 1394 직렬 포트, 게임 포트, USB 포트, IR 인터페이스, 기타 등등의 기타 인터페이스에 의해 연결될 수 있다.A user may enter commands and information into the computer 2002 through one or more wired/wireless input devices, such as a keyboard 2038 and a pointing device such as a mouse 2040. Other input devices (not shown) may include a microphone, IR remote control, joystick, game pad, stylus pen, touch screen, and the like. Although these and other input devices are often connected to the processing unit 2004 through an input device interface 2042 that is connected to the system bus 2008, a parallel port, IEEE 1394 serial port, game port, USB port, IR interface, may be connected by other interfaces such as the like.

모니터(2044) 또는 다른 유형의 디스플레이 장치도 역시 비디오 어댑터(2046) 등의 인터페이스를 통해 시스템 버스(2008)에 연결된다. 모니터(2044)에 부가하여, 컴퓨터는 일반적으로 스피커, 프린터, 기타 등등의 기타 주변 출력 장치(도시 생략)를 포함한다.A monitor 2044 or other type of display device is also connected to the system bus 2008 through an interface such as a video adapter 2046. In addition to the monitor 2044, computers typically include other peripheral output devices (not shown) such as speakers, printers, and the like.

컴퓨터(2002)는 유선 및/또는 무선 통신을 통한 원격 컴퓨터(들)(2048) 등의 하나 이상의 원격 컴퓨터로의 논리적 연결을 사용하여 네트워크화된 환경에서 동작할 수 있다. 원격 컴퓨터(들)(2048)는 워크스테이션, 서버 컴퓨터, 라우터, 퍼스널 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 마이크로프로세서-기반 오락 기기, 피어 장치 또는 기타 통상의 네트워크 노드일 수 있으며, 일반적으로 컴퓨터(2002)에 대해 기술된 구성요소들 중 다수 또는 그 전부를 포함하지만, 간략함을 위해, 메모리 저장 장치(2050)만이 도시되어 있다. 도시되어 있는 논리적 연결은 근거리 통신망(LAN)(2052) 및/또는 더 큰 네트워크, 예를 들어, 원거리 통신망(WAN)(2054)에의 유선/무선 연결을 포함한다. 이러한 LAN 및 WAN 네트워킹 환경은 사무실 및 회사에서 일반적인 것이며, 인트라넷 등의 전사적 컴퓨터 네트워크(enterprise-wide computer network)를 용이하게 해주며, 이들 모두는 전세계 컴퓨터 네트워크, 예를 들어, 인터넷에 연결될 수 있다.Computer 2002 may operate in a networked environment using logical connections to one or more remote computers, such as remote computer(s) 2048 via wired and/or wireless communications. Remote computer(s) 2048 may be workstations, server computers, routers, personal computers, handheld computers, microprocessor-based entertainment devices, peer devices, or other common network nodes, and generally relate to computer 2002. Although many or all of the described components are included, for brevity, only memory storage device 2050 is shown. The logical connections shown include wired/wireless connections to a local area network (LAN) 2052 and/or a larger network, such as a wide area network (WAN) 2054 . Such LAN and WAN networking environments are common in offices and corporations and facilitate enterprise-wide computer networks, such as intranets, all of which can be connected to worldwide computer networks, such as the Internet.

LAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(2002)는 유선 및/또는 무선 통신 네트워크 인터페이스 또는 어댑터(2056)를 통해 로컬 네트워크(2052)에 연결된다. 어댑터(2056)는 LAN(2052)에의 유선 또는 무선 통신을 용이하게 해줄 수 있으며, 이 LAN(2052)은 또한 무선 어댑터(2056)와 통신하기 위해 그에 설치되어 있는 무선 액세스 포인트를 포함하고 있다. WAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(2002)는 모뎀(2058)을 포함할 수 있거나, WAN(2054) 상의 통신 서버에 연결되거나, 또는 인터넷을 통하는 등, WAN(2054)을 통해 통신을 정하는 기타 수단을 갖는다. 내장형 또는 외장형 및 유선 또는 무선 장치일 수 있는 모뎀(2058)은 직렬 포트 인터페이스(2042)를 통해 시스템 버스(2008)에 연결된다. 네트워크화된 환경에서, 컴퓨터(2002)에 대해 설명된 프로그램 모듈들 또는 그의 일부분이 원격 메모리/저장 장치(2050)에 저장될 수 있다. 도시된 네트워크 연결이 예시적인 것이며 컴퓨터들 사이에 통신 링크를 설정하는 기타 수단이 사용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.When used in a LAN networking environment, computer 2002 is connected to local network 2052 through wired and/or wireless communication network interfaces or adapters 2056. Adapter 2056 may facilitate wired or wireless communications to LAN 2052, which also includes a wireless access point installed therein to communicate with wireless adapter 2056. When used in a WAN networking environment, computer 2002 may include a modem 2058, be connected to a communications server on WAN 2054, or other means of establishing communications over WAN 2054, such as over the Internet. have Modem 2058, which can be internal or external and wired or wireless, is connected to system bus 2008 through serial port interface 2042. In a networked environment, program modules described for computer 2002, or portions thereof, may be stored in remote memory/storage device 2050. It will be appreciated that the network connections shown are exemplary and other means of establishing a communication link between computers may be used.

컴퓨터(1602)는 무선 통신으로 배치되어 동작하는 임의의 무선 장치 또는 개체, 예를 들어, 프린터, 스캐너, 데스크톱 및/또는 휴대용 컴퓨터, PDA(portable data assistant), 통신 위성, 무선 검출가능 태그와 연관된 임의의 장비 또는 장소, 및 전화와 통신을 하는 동작을 한다. 이것은 적어도 Wi-Fi 및 블루투스 무선 기술을 포함한다. 따라서, 통신은 종래의 네트워크에서와 같이 미리 정의된 구조이거나 단순하게 적어도 2개의 장치 사이의 애드혹 통신(ad hoc communication)일 수 있다.Computer 1602 is any wireless device or entity that is deployed and operating in wireless communication, such as printers, scanners, desktop and/or portable computers, portable data assistants (PDAs), communication satellites, and associated with wireless detectable tags. It operates to communicate with arbitrary equipment or places and telephones. This includes at least Wi-Fi and Bluetooth wireless technologies. Thus, the communication may be a predefined structure as in conventional networks or simply an ad hoc communication between at least two devices.

제시된 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조는 예시적인 접근들의 일례임을 이해하도록 한다. 설계 우선순위들에 기반하여, 본 개시내용의 범위 내에서 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조가 재배열될 수 있다는 것을 이해하도록 한다. 본 개시내용의 방법 청구항들은 샘플 순서로 다양한 단계들의 엘리먼트들을 제공하지만 제시된 특정한 순서 또는 계층 구조에 한정되는 것을 의미하지는 않는다.It is to be understood that the specific order or hierarchy of steps in the processes presented is an example of exemplary approaches. Based upon design priorities, it is to be understood that the specific order or hierarchy of steps in the processes may be rearranged within the scope of the present disclosure. The method claims of this disclosure present elements of the various steps in a sample order, but are not meant to be limited to the specific order or hierarchy presented.

Claims (20)

컴퓨팅 장치에 의해 수행되는, 인공지능 기반의 예측 모델을 학습시키는(training) 방법으로서,
TCR(T Cell Receptor)의 CDR3와 관련된 제 1 학습 데이터 세트를 획득하는 단계 - 상기 제 1 학습 데이터 세트는 인공지능 기반의 제 1 예측 모델의 학습에서 활용될 가이드(guide) 정보를 포함함 -;
상기 가이드 정보에 기초하여, 상기 제 1 학습 데이터 세트를 상기 제 1 예측 모델의 학습을 위해 전처리하는 단계 - 상기 전처리하는 단계는, 상기 제 1 학습 데이터 세트에 포함된 사전 결정된 개수의 연속적인 유닛(unit)들을 포함하는 프레임(frame)에 마스크(mask)를 적용하는 단계를 포함함 -; 및
상기 전처리된 제 1 학습 데이터 세트를 이용하여, 상기 제 1 예측 모델이 주조직 적합 복합체(MHC: Major Histocompatibility Complex) 및 펩타이드에 대응되는 TCR의 CDR3의 아미노산 서열을 예측하도록, 상기 제 1 예측 모델을 학습시키는 단계;
를 포함하며,
상기 프레임의 길이는 상기 프레임에 포함된 연속적인 유닛들의 개수에 대응되는,
방법.
As a method of training an artificial intelligence-based predictive model performed by a computing device,
Acquiring a first training data set related to CDR3 of a T Cell Receptor (TCR), wherein the first training data set includes guide information to be used in learning a first artificial intelligence-based prediction model;
Based on the guide information, pre-processing the first training data set for learning of the first predictive model - the pre-processing includes a predetermined number of consecutive units included in the first training data set ( including applying a mask to a frame containing units; and
Using the preprocessed first learning data set, the first prediction model predicts the amino acid sequence of the CDR3 of the TCR corresponding to the major histocompatibility complex (MHC) and the peptide, the first prediction model learning step;
Including,
The length of the frame corresponds to the number of consecutive units included in the frame,
method.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 프레임의 길이는,
프레임의 길이와 샘플링 확률 간의 관계를 나타내는 기하적 분포(geometric distribution)에 기초하여 결정되는,
방법.
According to claim 1,
The length of the frame is
Determined based on a geometric distribution representing the relationship between the length of the frame and the sampling probability,
method.
제 1 항에 있어서,
상기 프레임의 길이는,
프레임의 길이와 샘플링 확률 간의 관계를 나타내는 기하적 분포의 역값(inverse value)에 기초하여 결정되는,
방법.
According to claim 1,
The length of the frame is
Determined based on the inverse value of the geometric distribution representing the relationship between the length of the frame and the sampling probability,
method.
제 1 항에 있어서,
상기 프레임의 길이는,
복수의 상이한 프레임들의 길이에 대해서 동일한 샘플링 확률이 적용되는 방식에 기초하여 결정되는,
방법.
According to claim 1,
The length of the frame is
Determined based on how the same sampling probability is applied for the length of a plurality of different frames,
method.
제 1 항에 있어서,
상기 전처리하는 단계는:
상기 가이드 정보에 기초하여, 상기 제 1 학습 데이터 세트 내에서, 사전 결정된 개수의 연속적인 유닛들을 포함하는 프레임의 위치를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 프레임의 위치에 기초하여, 상기 프레임에 마스크를 적용하는 단계;
를 포함하는,
방법.
According to claim 1,
The pre-processing step is:
determining a position of a frame including a predetermined number of consecutive units within the first training data set based on the guide information; and
applying a mask to the frame based on the determined position of the frame;
including,
method.
제 1 항에 있어서,
상기 전처리하는 단계는:
상기 가이드 정보에 포함된 V 타입 및 J 타입에 기초하여, 상기 제 1 학습 데이터 세트 내에서, 사전 결정된 개수의 연속적인 유닛들을 포함하는 프레임의 위치를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 프레임의 위치에 기초하여, 상기 프레임에 마스크를 적용하는 단계;
를 포함하는,
방법.
According to claim 1,
The pre-processing step is:
determining a position of a frame including a predetermined number of consecutive units in the first training data set based on the V type and the J type included in the guide information; and
applying a mask to the frame based on the determined position of the frame;
including,
method.
제 1 항에 있어서,
상기 가이드 정보에 포함된 V 타입, J 타입 및 아미노산 서열의 길이에 기초하여, 상기 제 1 학습 데이터 세트 내에서, 사전 결정된 개수의 연속적인 유닛들을 포함하는 프레임의 위치를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 프레임의 위치에 기초하여, 상기 프레임에 마스크를 적용하는 단계;
를 포함하는,
방법.
According to claim 1,
determining a position of a frame including a predetermined number of contiguous units in the first training data set, based on the V type, J type, and length of the amino acid sequence included in the guide information; and
applying a mask to the frame based on the determined position of the frame;
including,
method.
제 1 항에 있어서,
상기 가이드 정보는 상기 제 1 예측 모델과 상이한 인공지능 기반의 제 2 예측 모델의 출력으로부터 획득되며, 그리고
상기 제 2 예측 모델은 펩타이드 및 MHC에 기초하여 상기 가이드 정보를 포함하는 예측 결과를 출력하는,
방법.
According to claim 1,
The guide information is obtained from the output of a second prediction model based on artificial intelligence different from the first prediction model, and
The second predictive model outputs a prediction result including the guide information based on the peptide and MHC,
method.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 예측 모델을 학습시키는 단계는,
사전 결정된 개수의 연속적인 유닛들로 구성된 프레임 내에서, 마스킹된 단일 유닛 이외의 다른 유닛들 각각을 아미노산 X로 치환하고 그리고 상기 치환된 아미노산 X를 이용함으로써 상기 마스킹된 단일 유닛을 상기 제 1 예측 모델이 예측하도록 상기 제 1 예측 모델을 학습시키는 단계;
를 포함하는,
방법.
According to claim 1,
The step of learning the first predictive model,
Within a frame composed of a predetermined number of contiguous units, each of the units other than the masked single unit is substituted with an amino acid X and the masked single unit is converted into the first prediction model by using the substituted amino acid X training the first predictive model to make the prediction;
including,
method.
제 10 항에 있어서,
상기 프레임 내에서 상기 마스킹된 단일 유닛 이외의 다른 유닛들 각각에 상기 마스킹된 단일 유닛과의 거리를 포함하는 위치 정보가 할당되며, 그리고
상기 제 1 예측 모델을 학습시키는 단계는,
상기 위치 정보에 기초하여, 상기 마스킹된 단일 유닛을 상기 제 1 예측 모델이 예측하도록 상기 제 1 예측 모델을 학습시키는 단계;
를 포함하는,
방법.
According to claim 10,
Location information including a distance to the masked single unit is assigned to each of units other than the masked single unit in the frame, and
The step of learning the first predictive model,
training the first prediction model so that the first prediction model predicts the masked single unit based on the location information;
including,
method.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 예측 모델을 학습시키는 단계는,
상기 전처리된 제 1 학습 데이터 세트에 포함된 유닛의 출력된 표현과 상기 유닛의 정답 간의 차이에 기반하여 결정되는 제 1 손실 함수;
상기 제 1 학습 데이터 세트에서 마스크가 적용되는 프레임의 시작 위치 이전의 유닛의 출력된 표현, 상기 프레임의 종료 위치 이후의 유닛의 출력된 표현, 및 상기 프레임 내의 유닛들 각각의 임베딩 위치에 기반하여 결정되는 제 2 손실 함수;
상기 전처리된 제 1 학습 데이터 세트에서 사전 결정된 개수의 연속적인 유닛들로 구성된 프레임 내에서 마스킹된 단일 유닛 이외의 다른 유닛들 각각을 아미노산 X로 치환하는 방식에 따라서 상기 마스킹된 단일 유닛의 출력된 표현과 상기 마스킹된 단일 유닛의 정답 간의 차이에 기반하여 결정되는 제 3 손실 함수; 또는
상기 제 1 예측 모델을 통해 출력되는 CDR3 서열과 실제 펩타이드 및 MHC에 대응하는 TCR의 CDR3 서열의 정답 간의 차이에 기반하여 결정되는 제 4 손실 함수;
중 적어도 2개에 기초하여 상기 제 1 예측 모델을 학습시키는 단계;
를 포함하는,
방법.
According to claim 1,
The step of learning the first predictive model,
a first loss function determined based on a difference between an output representation of a unit included in the preprocessed first training data set and a correct answer of the unit;
Determined based on the output representation of units before the start position of the frame to which the mask is applied in the first training data set, the output representation of units after the end position of the frame, and the embedding position of each unit in the frame a second loss function that becomes;
Output expression of the masked single unit according to a method of substituting each of the units other than the single unit masked with amino acid X in a frame composed of a predetermined number of consecutive units in the preprocessed first training data set a third loss function determined based on a difference between ? and the correct answer of the masked single unit; or
a fourth loss function determined based on a difference between the CDR3 sequence output through the first prediction model and the correct answer of the CDR3 sequence of the TCR corresponding to the actual peptide and MHC;
training the first predictive model based on at least two of;
including,
method.
제 12 항에 있어서,
상기 제 2 손실 함수는 상기 제 1 손실 함수에 비해 높은 가중치가 할당되는,
방법.
According to claim 12,
The second loss function is assigned a higher weight than the first loss function,
method.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 예측 모델을 학습시키는 단계는:
피검체로부터의 펩타이드, MHC 및 이에 대응하는 TCR의 CDR3의 정보로부터, 상기 피검체로부터의 펩타이드 및 MHC로부터 출력 불가능한 CDR3 서열을 결정하는 단계; 및
상기 결정된 출력 불가능한 CDR3 서열을 상기 제 1 학습 데이터 세트에서 제외함으로써, 상기 제 1 예측 모델을 학습시키는 단계;
를 포함하는,
방법.
According to claim 1,
Training the first predictive model to:
Determining a CDR3 sequence that cannot be output from the peptide and MHC from the subject from the information of the peptide, MHC and corresponding TCR CDR3 from the subject; and
learning the first prediction model by excluding the determined non-outputable CDR3 sequence from the first training data set;
including,
method.
제 14 항에 있어서,
상기 제 1 학습 데이터 세트에서 제외될 TCR의 CDR3 서열은 생물통계학적 데이터 베이스에 포함된 데이터에 기초하여 결정되는,
방법.
15. The method of claim 14,
The CDR3 sequence of the TCR to be excluded from the first learning data set is determined based on data included in the biostatistical database,
method.
제 14 항에 있어서,
상기 제 1 학습 데이터 세트에서 제외될 TCR의 CDR3 서열은 상기 피검체를 분자생물학적 실험 방법으로 시퀀싱한 데이터에 기초하여 결정되는,
방법.
15. The method of claim 14,
The CDR3 sequence of the TCR to be excluded from the first learning data set is determined based on data obtained by sequencing the subject by molecular biological experimental methods.
method.
제 1 항에 있어서,
상기 프레임에 마스크를 적용하는 단계는,
상기 제 1 예측 모델이 상기 프레임 내의 상기 연속적인 유닛들 각각에 대응되는 마스크를 예측할 때, 예측 대상이 되는 마스크 이외의 나머지 마스크에, 아미노산 종들의 인자를 반영한 아미노산 X를 적용하는 단계;
를 포함하는,
방법.
According to claim 1,
Applying a mask to the frame,
When the first prediction model predicts a mask corresponding to each of the consecutive units in the frame, applying an amino acid X reflecting factors of amino acid species to remaining masks other than the mask to be predicted;
including,
method.
제 1 항에 있어서,
상기 예측 모델은, 사전 결정된 개수의 연속적인 유닛들을 포함하는 프레임에 마스크를 적용하는 방식으로 학습되며, 그리고
상기 예측 모델은, 상기 제 1 학습 데이터 세트에서 마스크가 적용되는 프레임의 시작 위치 이전의 유닛에 대응되는 시작 값 및 상기 프레임의 종료 위치 이후의 유닛에 대응되는 종료 값에 기초하여, 상기 마스크가 적용되는 프레임에 포함된 적어도 하나의 유닛에 대응되는 값을 맞추는 방식으로 학습되는,
방법.
According to claim 1,
The predictive model is learned by applying a mask to frames containing a predetermined number of consecutive units, and
The prediction model is based on a start value corresponding to a unit before the start position of a frame to which the mask is applied and an end value corresponding to a unit after the end position of the frame in the first training data set, the mask is applied Learning by matching the value corresponding to at least one unit included in the frame to be,
method.
컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장되는 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨팅 장치에 의해 실행 시 상기 컴퓨팅 장치로 하여금 인공지능 기반의 예측 모델을 학습시키는 동작들을 수행하도록 하며, 상기 동작들은:
TCR(T Cell Receptor)의 CDR3와 관련된 제 1 학습 데이터 세트를 획득하는 단계 - 상기 제 1 학습 데이터 세트는 인공지능 기반의 제 1 예측 모델의 학습에서 활용될 가이드(guide) 정보를 포함함 -;
상기 가이드 정보에 기초하여, 상기 제 1 학습 데이터 세트를 상기 제 1 예측 모델의 학습을 위해 전처리하는 동작 - 상기 전처리하는 동작은, 상기 제 1 학습 데이터 세트에 포함된 사전 결정된 개수의 연속적인 유닛(unit)들을 포함하는 프레임(frame)에 마스크(mask)를 적용하는 동작을 포함함 -; 및 상기 전처리된 제 1 학습 데이터 세트를 이용하여, 상기 제 1 예측 모델이 주조직 적합 복합체(MHC: Major Histocompatibility Complex) 및 펩타이드에 대응되는 TCR의 CDR3의 아미노산 서열을 예측하도록, 상기 제 1 예측 모델을 학습시키는 동작;
을 포함하며,
상기 프레임의 길이는 상기 프레임에 포함된 연속적인 유닛들의 개수에 대응되는,
컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장되는 컴퓨터 프로그램.
A computer program stored on a computer-readable storage medium, which, when executed by a computing device, causes the computing device to perform operations for learning an artificial intelligence-based predictive model, the operations comprising:
Acquiring a first training data set related to CDR3 of a T Cell Receptor (TCR), wherein the first training data set includes guide information to be used in learning a first artificial intelligence-based prediction model;
Based on the guide information, pre-processing the first training data set for learning of the first predictive model - the pre-processing operation includes a predetermined number of consecutive units included in the first training data set ( Includes an operation of applying a mask to a frame including units; And using the preprocessed first learning data set, the first predictive model predicts the amino acid sequence of the CDR3 of the TCR corresponding to the major histocompatibility complex (MHC) and the peptide. an operation of learning;
Including,
The length of the frame corresponds to the number of consecutive units included in the frame,
A computer program stored on a computer readable storage medium.
컴퓨팅 장치로서,
적어도 하나의 프로세서; 및
메모리;
를 포함하며,
상기 적어도 하나의 프로세서는:
TCR(T Cell Receptor)의 CDR3와 관련된 제 1 학습 데이터 세트를 획득하는 단계 - 상기 제 1 학습 데이터 세트는 인공지능 기반의 제 1 예측 모델의 학습에서 활용될 가이드(guide) 정보를 포함함 -;
상기 가이드 정보에 기초하여, 상기 제 1 학습 데이터 세트를 상기 제 1 예측 모델의 학습을 위해 전처리하는 동작 - 상기 전처리하는 동작은, 상기 제 1 학습 데이터 세트에 포함된 사전 결정된 개수의 연속적인 유닛(unit)들을 포함하는 프레임(frame)에 마스크(mask)를 적용하는 동작을 포함함 -; 및 상기 전처리된 제 1 학습 데이터 세트를 이용하여, 상기 제 1 예측 모델이 주조직 적합 복합체(MHC: Major Histocompatibility Complex) 및 펩타이드에 대응되는 TCR의 CDR3의 아미노산 서열을 예측하도록, 상기 제 1 예측 모델을 학습시키는 동작;
을 수행하며,
상기 프레임의 길이는 상기 프레임에 포함된 연속적인 유닛들의 개수에 대응되는,
컴퓨팅 장치.
As a computing device,
at least one processor; and
Memory;
Including,
The at least one processor is:
Acquiring a first training data set related to CDR3 of a T Cell Receptor (TCR), wherein the first training data set includes guide information to be used in learning of a first artificial intelligence-based prediction model;
Based on the guide information, pre-processing the first training data set for learning the first predictive model - the pre-processing operation includes a predetermined number of consecutive units included in the first training data set ( Includes an operation of applying a mask to a frame including units; And using the preprocessed first learning data set, the first predictive model predicts the amino acid sequence of the CDR3 of the TCR corresponding to the major histocompatibility complex (MHC) and the peptide. an operation of learning;
to perform,
The length of the frame corresponds to the number of consecutive units included in the frame,
computing device.
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