PG
Philipp Geyer
Author with expertise in Mitochondrial Dynamics and Reactive Oxygen Species Regulation
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
10
(50% Open Access)
Cited by:
1,813
h-index:
31
/
i10-index:
66
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Deep-learning neural-network architectures and methods: Using component-based models in building-design energy prediction

Sundaravelpandian Singaravel et al.Jun 18, 2018
Increasing sustainability requirements make evaluating different design options for identifying energy-efficient design ever more important. These requirements demand simulation models that are not only accurate but also fast. Machine Learning (ML) enables effective mimicry of Building Performance Simulation (BPS) while generating results much faster than BPS. Component-Based Machine Learning (CBML) enhances the capabilities of the monolithic ML model. Extending monolithic ML approach, the paper presents deep-learning architectures, component development methods and evaluates their suitability for space exploration in building design. Results indicate that deep learning increases the performance of models over simple artificial neural network models. Methods such as transfer learning and Multi-Task Learning make the component development process more efficient. Testing the deep-learning model on 201 new design cases indicates that its cooling energy prediction (R2: 0.983) is similar to BPS, while errors for heating energy predictions (R2: 0.848) are higher than BPS. Higher heating energy prediction error can be resolved by collecting heating data using better design space sampling methods that cover the heating demand distribution effectively. Given that the accuracy of the deep-learning model for heating predictions can be increased, the major advantage of deep-learning models over BPS is their high computation speed. BPS required 1145 s to simulate 201 design cases. Using the deep-learning model, similar results can be obtained in 0.9 s. High computation speed makes deep-learning models suitable for design space exploration.
0

Human-AI Collaboration in Data Science

Dakuo Wang et al.Nov 7, 2019
The rapid advancement of artificial intelligence (AI) is changing our lives in many ways. One application domain is data science. New techniques in automating the creation of AI, known as AutoAI or AutoML, aim to automate the work practices of data scientists. AutoAI systems are capable of autonomously ingesting and pre-processing data, engineering new features, and creating and scoring models based on a target objectives (e.g. accuracy or run-time efficiency). Though not yet widely adopted, we are interested in understanding how AutoAI will impact the practice of data science. We conducted interviews with 20 data scientists who work at a large, multinational technology company and practice data science in various business settings. Our goal is to understand their current work practices and how these practices might change with AutoAI. Reactions were mixed: while informants expressed concerns about the trend of automating their jobs, they also strongly felt it was inevitable. Despite these concerns, they remained optimistic about their future job security due to a view that the future of data science work will be a collaboration between humans and AI systems, in which both automation and human expertise are indispensable.
0

A novel LC system embeds analytes in pre-formed gradients for rapid, ultra-robust proteomics

Nicolai Bache et al.May 15, 2018
To further integrate mass spectrometry (MS)-based proteomics into biomedical research and especially into clinical settings, high throughput and robustness are essential requirements. They are largely met in high-flow rate chromatographic systems for small molecules but these are not sufficiently sensitive for proteomics applications. Here we describe a new concept that delivers on these requirements while maintaining the sensitivity of current nano-flow LC systems. Low-pressure pumps elute the sample from a disposable trap column, simultaneously forming a chromatographic gradient that is stored in a long storage loop. An auxiliary gradient creates an offset, ensuring the re-focusing of the peptides before the separation on the analytical column by a single high-pressure pump. This simplified design enables robust operation over thousands of sample injections. Furthermore, the steps between injections are performed in parallel, reducing overhead time to a few minutes and allowing analysis of more than 200 samples per day. From fractionated HeLa cell lysates, deep proteomes covering more than 130,000 sequence unique peptides and close to 10,000 proteins were rapidly acquired. Using this data as a library, we demonstrate quantitation of 5200 proteins in only 21 min. Thus, the new system - termed Evosep One - analyzes samples in an extremely robust and high throughput manner, without sacrificing in depth proteomics coverage.
0

Single fiber proteomics of respiratory chain defects in mitochondrial disorders

Marta Murgia et al.Sep 20, 2018
Mitochondrial DNA mutations progressively compromise the respiratory chain of skeletal muscle, resulting in a mosaic of metabolically healthy and defective fibers. The single fiber investigation of this important diagnostic feature has been beyond the capability of large-scale technologies so far. We used laser capture microdissection (LCM) to excise thin sections of individual muscle fibers from frozen biopsies of patients suffering from chronic progressive external ophthalmoplegia. We then applied a highly sensitive mass spectrometry (MS)-based proteomics workflow to analyze healthy and defective muscle fibers within the same biopsy. We quantified more than 4000 proteins in each patient, covering 75% of all respiratory chain subunits, and compared their expression in metabolically healthy and defective muscle fibers. Our findings show that mitochondrial disease causes extensive proteomic rearrangements, affecting the OPA1-dependent cristae remodeling pathway and mitochondrial translation. We provide fiber type-specific information showing that increased expression of fatty acid oxidation enzymes occurs in defective slow but not fast muscle fibers. Our findings shed light on compensatory mechanisms in muscle fibers that struggle with energy shortage and metabolic stress.
1

Dynamic human liver proteome atlas reveals functional insights into disease pathways

Lili Niu et al.Jan 31, 2022
Abstract Deeper understanding of liver pathophysiology would benefit from a comprehensive quantitative proteome resource at cell-type resolution to predict outcome and design therapy. Here, we quantify more than 150,000 sequence-unique peptides aggregated into 10,000 proteins across total liver, the major liver cell types, time-course of primary cell cultures and liver disease states. Bioinformatic analysis reveals that half of hepatocyte protein mass is comprised of enzymes and 23% of mitochondrial proteins, twice the proportion of other liver cell types. Using primary cell cultures, we capture dynamic proteome remodeling from tissue states to cell line states, providing useful information for biological or pharmaceutical research. Our extensive data serves as spectral library to characterize a human cohort of non-alcoholic steatohepatitis and cirrhosis. Dramatic proteome changes in liver tissue include signatures of stellate cell activation resembling liver cirrhosis and providing functional insights. We built a web-based dashboard application for the interactively exploration of our resource. Highlights Cell-type resolved liver proteome with copy numbers for 10,500 proteins Time-course of human liver primary cells uncovers functional proteome shifts A human cohort study reveals liver proteome changes in NASH and cirrhosis An interactive web portal integrates the results for easy exploration