动机：蛋白质 - 蛋白质相互作用（PPI）对正常和患病细胞中蛋白质的功能至关重要，并且许多关键蛋白质功能通过相互作用介导。这些相互作用的性质是对网络建设来分析生物学的重要性数据。然而，在蛋白质相互作用数据库中仅捕获的小百分比PPI具有可用功能的注释，例如：只有4％的PPI在完整数据库中有功能注释。在这里，我们的目标是通过提取PubMed摘要中描述的关系来标记PPI的功能类型类型。方法：我们从完整的PPI数据库中创建一个弱监督数据集，其中包含具有带有注释功能的交互蛋白对和来自PubMed数据库的相关摘要。我们为生物医学自然语言处理任务，Biobert应用了最先进的深度学习技术，以构建模型 - 配音PPI-Biobert - 用于识别PPI的功能。为了大规模提取高质量的PPI功能，我们使用PPI-Biobert模型的集合来改善不确定性估计，并应用特定类型特定的阈值以抵消每个交互类型的训练样本数量的变化的影响。结果：我们扫描1800万PubMed摘要，自动鉴定3253个新的类型的PPI，包括磷酸化和乙酰化相互作用，基于人类审查的样品，整体精度为46％（乙酰化87％）。这项工作表明，PPI函数提取的生物医学摘要分析是一种可行的方法，可以基本上增加在在线数据库中捕获的功能的互动的互动次数。

蛋白质 - 蛋白质相互作用（PPI）对正常细胞功能至关重要，并且与许多疾病途径有关。然而，只有4％的PPI用PTMS在诸如完整的生物知识数据库中的PTM，主要通过手动策策进行，这既不是时间也不是成本效益。我们使用完整的PPI数据库创建具有交互蛋白对，它们相应的PTM类型和来自PubMed数据库的相关摘要注释的远程监督数据集。我们训练Biobert Models的一组合 - 配音PPI-Biobert-X10，以提高置信度校准。我们利用集合平均置信度方法的使用，置信范围抵消了类别不平衡提取高信任预测的影响。在测试集上评估的PPI-BIOBERT-X10模型导致适用的F1-MICRO 41.3（P = 5 8.1，R = 32.1）。然而，通过结合高信心和低变化来识别高质量的预测，调整精度预测，我们保留了100％精度的19％的测试预测。我们评估了1800万PubMed摘要的PPI-Biobert-X10，提取了160万（546507个独特的PTM-PPI三联网）PTM-PPI预测，并过滤〜5700（4584个独一无二）的高信心预测。在5700中，对于小型随机采样的子集进行人体评估表明，尽管置信度校准，精度降至33.7％，并突出了即使在置信度校准的情况下超出了测试集中的最长途的挑战。我们仅包括与多个论文相关的预测的问题来规避问题，从而将精确提高到58.8％。在这项工作中，我们突出了深入学习的文本挖掘在实践中的利益和挑战，并且需要增加对置信校准的强调，以促进人类策划努力。

The development of deep neural networks has improved representation learning in various domains, including textual, graph structural, and relational triple representations. This development opened the door to new relation extraction beyond the traditional text-oriented relation extraction. However, research on the effectiveness of considering multiple heterogeneous domain information simultaneously is still under exploration, and if a model can take an advantage of integrating heterogeneous information, it is expected to exhibit a significant contribution to many problems in the world. This thesis works on Drug-Drug Interactions (DDIs) from the literature as a case study and realizes relation extraction utilizing heterogeneous domain information. First, a deep neural relation extraction model is prepared and its attention mechanism is analyzed. Next, a method to combine the drug molecular structure information and drug description information to the input sentence information is proposed, and the effectiveness of utilizing drug molecular structures and drug descriptions for the relation extraction task is shown. Then, in order to further exploit the heterogeneous information, drug-related items, such as protein entries, medical terms and pathways are collected from multiple existing databases and a new data set in the form of a knowledge graph (KG) is constructed. A link prediction task on the constructed data set is conducted to obtain embedding representations of drugs that contain the heterogeneous domain information. Finally, a method that integrates the input sentence information and the heterogeneous KG information is proposed. The proposed model is trained and evaluated on a widely used data set, and as a result, it is shown that utilizing heterogeneous domain information significantly improves the performance of relation extraction from the literature.

生物医学文献中的自动关系提取（RE）对于研究和现实世界中的许多下游文本挖掘应用至关重要。但是，用于生物医学的大多数现有基准测试数据集仅关注句子级别的单一类型（例如蛋白质 - 蛋白质相互作用）的关系，从而极大地限制了生物医学中RE系统的开发。在这项工作中，我们首先审查了常用的名称实体识别（NER）和RE数据集。然后，我们提出了Biored，这是一种具有多种实体类型（例如，基因/蛋白质，疾病，化学）和关系对（例如，基因 - 疾病；化学化学化学化学）的首个生物医学RE语料库，在文档水平上，在一组600个PubMed摘要中。此外，我们将每个关系标记为描述一种新颖的发现或先前已知的背景知识，使自动化算法能够区分新颖和背景信息。我们通过基准在NER和RE任务上对几种现有的最新方法（包括基于BERT的模型）进行基准测试来评估Biored的实用性。我们的结果表明，尽管现有方法可以在NER任务上达到高性能（F-评分为89.3％），但重新任务的改进空间很大，尤其是在提取新颖的关系时（F-评分为47.7％）。我们的实验还表明，如此丰富的数据集可以成功地促进生物医学更准确，高效和健壮的RE系统的开发。 Biored数据集和注释指南可在https://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/pub/lu/biored/中免费获得。

病毒感染导致全世界的显着发病率和死亡率。理解特定病毒和人类蛋白质之间的相互作用模式在揭示病毒感染和发病机制的潜在机制方面发挥着至关重要的作用。这可以进一步帮助预防和治疗病毒相关疾病。然而，由于病毒 - 人类相互作用的稀缺数据和大多数病毒的快速突变率，预测新病毒和人体细胞之间的蛋白质 - 蛋白质相互作用的任务是非常挑战性的。我们开发了一种多任务转移学习方法，利用人类互乱组约2400万蛋白序列和相互作用模式的信息来解决小型训练数据集的问题。除了使用手工制作的蛋白质特征，而不是通过深语模型方法从巨大的蛋白质序列来源学习的统计学上丰富的蛋白质表示。此外，我们采用了额外的目的，旨在最大限度地提高观察人蛋白质蛋白质相互作用的可能性。这一附加任务目标充当规律器，还允许纳入域知识来告知病毒 - 人蛋白质 - 蛋白质相互作用预测模型。我们的方法在13个基准数据集中实现了竞争力，以及SAR-COV-2病毒受体的案例研究。实验结果表明，我们所提出的模型有效地用于病毒 - 人和细菌 - 人蛋白质 - 蛋白质 - 蛋白质相互作用预测任务。我们分享我们的重复性和未来研究代码，以便在https://git.l3s.uni-hannover.de/dong/multitastastastastastastastastastask-transfer。

在这项研究中，我们展示了我们的工作参与BioCreative VII挑战的药物支持。药物靶靶相互作用（DTI）对于药物发现和重新施加至关重要，其通常从实验制品中手动提取。有关PubMed的32M生物医学文章和手动提取来自这种巨大的知识库的DTI是具有挑战性的。为了解决这个问题，我们为赛道1提供了一种解决方案，旨在提取药物和蛋白质实体之间的10种类型的相互作用。我们应用了一个组合生物向罗伯塔，艺术语言模型的艺术状态的集合类模型，卷积神经网络（CNN）来提取这些关系。尽管Biocreative VII药物测试语料库中的阶级失衡，但我们的模型与挑战中其他提交的平均值相比实现了良好的性能，微F1分数为55.67％（生物重建VI Chemprot测试语料库）。结果表明，深入学习在提取各种类型的DTIS方面的潜力。

由于缺乏标记的数据和高注释成本，需要域专家，生物医学领域中的关系提取具有挑战性。远处的监督通常用于通过将知识图与原始文本配对，以解决带注释数据的稀缺性。这样的管道容易出现噪声，并且为涵盖大量生物医学概念的规模增加了挑战。我们研究了现有的远覆盖范围远处监督的生物医学关系提取基准，发现培训和测试关系之间的重叠范围从26％到86％。此外，我们注意到这些基准的数据构建过程中的几个不一致，并且在没有火车测试泄漏的情况下，重点是较窄的实体类型之间的相互作用。这项工作提出了更准确的基准MEDDISTANT19，用于远距离覆盖的远距离监督的生物医学关系提取，以解决这些缺点，并通过将MEDLINE摘要与广泛使用的Snomed Snomed临床术语进行对齐。缺乏针对领域特异性语言模型的彻底评估，我们还进行了实验，以验证一般领域关系提取结果与生物医学关系提取。

在科学研究中，该方法是解决科学问题和关键研究对象的必不可少手段。随着科学的发展，正在提出，修改和使用许多科学方法。作者在抽象和身体文本中描述了该方法的详细信息，并且反映该方法名称的学术文献中的关键实体称为方法实体。在大量的学术文献中探索各种方法实体有助于学者了解现有方法，为研究任务选择适当的方法并提出新方法。此外，方法实体的演变可以揭示纪律的发展并促进知识发现。因此，本文对方法论和经验作品进行了系统的综述，重点是从全文学术文献中提取方法实体，并努力使用这些提取的方法实体来建立知识服务。首先提出了本综述涉及的关键概念的定义。基于这些定义，我们系统地审查了提取和评估方法实体的方法和指标，重点是每种方法的利弊。我们还调查了如何使用提取的方法实体来构建新应用程序。最后，讨论了现有作品的限制以及潜在的下一步。

生物医学研究正在以这种指数速度增长，科学家，研究人员和从业者不再能够应对该领域发表的文献的数量。文献中提出的知识需要以这种方式系统化，可以轻松找到声明和假设，访问和验证。知识图可以为文献提供这样的语义知识表示框架。然而，为了构建知识图形，有必要以生物医学实体之间的关系形式提取知识并使两个实体和关系类型进行正常化。在本文中，我们展示并比较了少数基于规则和基于机器学习的（天真的贝叶斯，随机森林作为传统机器学习方法和T5基础的示例，作为现代深层学习的示例）可扩展关系从生物医学中提取的方法集成到知识图中的文献。我们研究了如何为不平衡和相当小的数据集进行弹性，显示T5模型，由于其在大型C4数据集以及不平衡数据上进行预培训，因此T5模型处理得好的小型数据集。最佳执行模型是T5模型在平衡数据上进行微调，报告F1分数为0.88。

Intelligently extracting and linking complex scientific information from unstructured text is a challenging endeavor particularly for those inexperienced with natural language processing. Here, we present a simple sequence-to-sequence approach to joint named entity recognition and relation extraction for complex hierarchical information in scientific text. The approach leverages a pre-trained large language model (LLM), GPT-3, that is fine-tuned on approximately 500 pairs of prompts (inputs) and completions (outputs). Information is extracted either from single sentences or across sentences in abstracts/passages, and the output can be returned as simple English sentences or a more structured format, such as a list of JSON objects. We demonstrate that LLMs trained in this way are capable of accurately extracting useful records of complex scientific knowledge for three representative tasks in materials chemistry: linking dopants with their host materials, cataloging metal-organic frameworks, and general chemistry/phase/morphology/application information extraction. This approach represents a simple, accessible, and highly-flexible route to obtaining large databases of structured knowledge extracted from unstructured text. An online demo is available at http://www.matscholar.com/info-extraction.

循证医学，医疗保健专业人员在做出决定时提到最佳证据的实践，形成现代医疗保健的基础。但是，它依赖于劳动密集型系统评论，其中域名专家必须从数千个出版物中汇总和提取信息，主要是随机对照试验（RCT）结果转化为证据表。本文通过对两个语言处理任务分解的问题来调查自动化证据表生成：\ texit {命名实体识别}，它标识文本中的关键实体，例如药物名称，以及\ texit {关系提取}，它会映射它们的关系将它们分成有序元组。我们专注于发布的RCT摘要的句子的自动制表，报告研究结果的结果。使用转移学习和基于变压器的语言表示的原则，开发了两个深度神经网络模型作为联合提取管道的一部分。为了培训和测试这些模型，开发了一种新的金标语，包括来自六种疾病区域的近600个结果句。这种方法表现出显着的优势，我们的系统在多种自然语言处理任务和疾病区域中表现良好，以及在训练期间不均匀地展示疾病域。此外，我们显示这些结果可以通过培训我们的模型仅在200个例句中培训。最终系统是一个概念证明，即证明表的产生可以是半自动的，代表全自动系统评论的一步。

我们介绍了一系列深度学习架构，用于际际关系提取，即参与者不一定在同一句中的关系。我们将这些架构应用于生物医学领域的重要用例：将生物背景分配给生化事件。在这项工作中，生物学背景被定义为观察到生物化学事件的生物系统的类型。神经架构编码并聚合相同候选上下文提到的多个出现，以确定特定事件是否提及的正确上下文。我们提出了两种广泛类型的架构：第一个类型聚合在发射分类之前关于事件的相同候选上下文的多个实例;第二种类型独立分类每个实例并使用结果投票给最终类，类似于集合方法。我们的实验表明，拟议的神经分类器具有竞争力，一些比以前的艺术传统机器学习方法的表现更好，而无需特征工程。我们的分析表明，与传统的机器学习分类器相比，神经方法特别提高精度，并且还表明了句子间关系的难度如何随着事件与上下文提升的距离而增加。

Motivation: Biomedical text mining is becoming increasingly important as the number of biomedical documents rapidly grows. With the progress in natural language processing (NLP), extracting valuable information from biomedical literature has gained popularity among researchers, and deep learning has boosted the development of effective biomedical text mining models. However, directly applying the advancements in NLP to biomedical text mining often yields unsatisfactory results due to a word distribution shift from general domain corpora to biomedical corpora. In this article, we investigate how the recently introduced pre-trained language model BERT can be adapted for biomedical corpora. Results: We introduce BioBERT (Bidirectional Encoder Representations from Transformers for Biomedical Text Mining), which is a domain-specific language representation model pre-trained on large-scale biomedical corpora. With almost the same architecture across tasks, BioBERT largely outperforms BERT and previous state-of-the-art models in a variety of biomedical text mining tasks when pre-trained on biomedical corpora. While BERT obtains performance comparable to that of previous state-of-the-art models, BioBERT significantly outperforms them on the following three representative biomedical text mining tasks: biomedical named entity recognition (0.62% F1 score improvement), biomedical relation extraction (2.80% F1 score improvement) and biomedical question answering (12.24% MRR improvement). Our analysis results show that pre-training BERT on biomedical corpora helps it to understand complex biomedical texts.

自然语言处理（NLP）是一个人工智能领域，它应用信息技术来处理人类语言，在一定程度上理解并在各种应用中使用它。在过去的几年中，该领域已经迅速发展，现在采用了深层神经网络的现代变体来从大型文本语料库中提取相关模式。这项工作的主要目的是调查NLP在药理学领域的最新使用。正如我们的工作所表明的那样，NLP是药理学高度相关的信息提取和处理方法。它已被广泛使用，从智能搜索到成千上万的医疗文件到在社交媒体中找到对抗性药物相互作用的痕迹。我们将覆盖范围分为五个类别，以调查现代NLP方法论，常见的任务，相关的文本数据，知识库和有用的编程库。我们将这五个类别分为适当的子类别，描述其主要属性和想法，并以表格形式进行总结。最终的调查介绍了该领域的全面概述，对从业者和感兴趣的观察者有用。

The prediction of protein structures from sequences is an important task for function prediction, drug design, and related biological processes understanding. Recent advances have proved the power of language models (LMs) in processing the protein sequence databases, which inherit the advantages of attention networks and capture useful information in learning representations for proteins. The past two years have witnessed remarkable success in tertiary protein structure prediction (PSP), including evolution-based and single-sequence-based PSP. It seems that instead of using energy-based models and sampling procedures, protein language model (pLM)-based pipelines have emerged as mainstream paradigms in PSP. Despite the fruitful progress, the PSP community needs a systematic and up-to-date survey to help bridge the gap between LMs in the natural language processing (NLP) and PSP domains and introduce their methodologies, advancements and practical applications. To this end, in this paper, we first introduce the similarities between protein and human languages that allow LMs extended to pLMs, and applied to protein databases. Then, we systematically review recent advances in LMs and pLMs from the perspectives of network architectures, pre-training strategies, applications, and commonly-used protein databases. Next, different types of methods for PSP are discussed, particularly how the pLM-based architectures function in the process of protein folding. Finally, we identify challenges faced by the PSP community and foresee promising research directions along with the advances of pLMs. This survey aims to be a hands-on guide for researchers to understand PSP methods, develop pLMs and tackle challenging problems in this field for practical purposes.

生物医学实体的因果关系提取是生物医学文本挖掘中最复杂的任务之一，涉及两种信息：实体关系和实体功能。一种可行的方法是将关系提取和功能检测作为两个独立的子任务。但是，这种单独的学习方法忽略了它们之间的内在相关性，并导致性能不令人满意。在本文中，我们提出了一个联合学习模型，该模型结合了实体关系提取和实体功能检测以利用其共同点并捕获其相互关系，以提高生物医学因果关系提取的性能。同时，在模型训练阶段，损失函数中的不同功能类型分配了不同的权重。具体而言，负功能实例的惩罚系数增加以有效提高功能检测的精度。 Biocreative-V轨道4语料库的实验结果表明，我们的联合学习模型在BEL语句提取中的表现优于单独的模型，在第2阶段和第1阶段评估中的测试集中，F1得分分别达到58.4％和37.3％。这表明，与其他系统相比，我们的联合学习系统达到了第2阶段的最新性能。

计算文本表型是从临床注释中鉴定出患有某些疾病和特征的患者的实践。由于很少有用于机器学习的案例和域专家的数据注释需求，因此难以识别的罕见疾病要确定。我们提出了一种使用本体论和弱监督的方法，并具有来自双向变压器（例如BERT）的最新预训练的上下文表示。基于本体的框架包括两个步骤：（i）文本到umls，通过上下文将提及与统一医学语言系统（UMLS）中的概念链接到命名的实体识别和链接（NER+L）工具，SemeHR中提取表型。 ，以及具有自定义规则和上下文提及表示的弱监督； （ii）UMLS-to-to-ordo，将UMLS概念与孤子罕见疾病本体论（ORDO）中的罕见疾病相匹配。提出了弱监督的方法来学习一个表型确认模型，以改善链接的文本对umls，而没有域专家的注释数据。我们评估了来自美国和英国两个机构的三个出院摘要和放射学报告的临床数据集的方法。我们最好的弱监督方法获得了81.4％的精度和91.4％的召回，从模仿III出院摘要中提取罕见疾病UMLS表型。总体管道处理临床笔记可以表面罕见疾病病例，其中大部分在结构化数据（手动分配的ICD代码）中没有受到平衡。关于模仿III和NHS Tayside的放射学报告的结果与放电摘要一致。我们讨论了弱监督方法的有用性，并提出了未来研究的方向。

鉴定新型药物靶标相互作用（DTI）是药物发现中的关键和速率限制步骤。虽然已经提出了深入学习模型来加速识别过程，但我们表明最先进的模型无法概括到新颖（即，从未见过的）结构上。我们首先揭示负责此缺点的机制，展示模型如何依赖于利用蛋白质 - 配体二分网络拓扑的捷径，而不是学习节点特征。然后，我们介绍AI-BIND，这是一个与无监督的预训练的基于网络的采样策略相结合的管道，使我们能够限制注释不平衡并改善新型蛋白质和配体的结合预测。我们通过预测具有结合亲和力的药物和天然化合物对SARS-COV-2病毒蛋白和相关的人蛋白质来说明Ai-reat的值。我们还通过自动扩展模拟和与最近的实验证据进行比较来验证这些预测。总体而言，AI-Bind提供了一种强大的高通量方法来识别药物目标组合，具有成为药物发现中强大工具的可能性。

学术研究是解决以前从未解决过的问题的探索活动。通过这种性质，每个学术研究工作都需要进行文献审查，以区分其Novelties尚未通过事先作品解决。在自然语言处理中，该文献综述通常在“相关工作”部分下进行。鉴于研究文件的其余部分和引用的论文列表，自动相关工作生成的任务旨在自动生成“相关工作”部分。虽然这项任务是在10年前提出的，但直到最近，它被认为是作为科学多文件摘要问题的变种。然而，即使在今天，尚未标准化了自动相关工作和引用文本生成的问题。在这项调查中，我们进行了一个元研究，从问题制定，数据集收集，方法方法，绩效评估和未来前景的角度来比较相关工作的现有文献，以便为读者洞察到国家的进步 - 最内容的研究，以及如何进行未来的研究。我们还调查了我们建议未来工作要考虑整合的相关研究领域。

Future work sentences (FWS) are the particular sentences in academic papers that contain the author's description of their proposed follow-up research direction. This paper presents methods to automatically extract FWS from academic papers and classify them according to the different future directions embodied in the paper's content. FWS recognition methods will enable subsequent researchers to locate future work sentences more accurately and quickly and reduce the time and cost of acquiring the corpus. The current work on automatic identification of future work sentences is relatively small, and the existing research cannot accurately identify FWS from academic papers, and thus cannot conduct data mining on a large scale. Furthermore, there are many aspects to the content of future work, and the subdivision of the content is conducive to the analysis of specific development directions. In this paper, Nature Language Processing (NLP) is used as a case study, and FWS are extracted from academic papers and classified into different types. We manually build an annotated corpus with six different types of FWS. Then, automatic recognition and classification of FWS are implemented using machine learning models, and the performance of these models is compared based on the evaluation metrics. The results show that the Bernoulli Bayesian model has the best performance in the automatic recognition task, with the Macro F1 reaching 90.73%, and the SCIBERT model has the best performance in the automatic classification task, with the weighted average F1 reaching 72.63%. Finally, we extract keywords from FWS and gain a deep understanding of the key content described in FWS, and we also demonstrate that content determination in FWS will be reflected in the subsequent research work by measuring the similarity between future work sentences and the abstracts.