这篇论文介绍了Caduceus，这是一个新型的双向长距离DNA序列模型家族，它能够处理DNA序列中的长距离相互作用，并且考虑了DNA的反向互补性（RC）。Caduceus模型在基因组学中的应用，特别是在预测基因变异对基因表达影响的任务上，表现出了优越的性能。例如，如果我们想要研究一个特定的遗传变异是否会导致某种疾病，Caduceus模型可以分析这个变异所在的DNA序列，以及这个序列在基因组中的上下文，从而预测这个变异对基因表达的影响。这种预测可以帮助我们理解变异的潜在影响，为疾病研究和治疗提供重要信息。
主要功能： Caduceus模型的主要功能是作为一个基础模型，用于理解和预测DNA序列中的长距离相互作用。这包括识别哪些基因变异可能会影响基因表达，这对于理解遗传疾病和开发治疗方法非常重要。
主要特点：
- 双向性（Bi-directionality）： Caduceus模型能够同时考虑DNA序列的正向和反向信息，这对于理解基因调控区域特别重要。
- 反向互补性（RC Equivariance）： 模型能够处理DNA的反向互补序列，这是DNA序列的一个重要特性，因为DNA的两条链是互补的。
- 长距离建模： Caduceus能够处理长达数十万碱基对的序列，这对于捕捉远距离的基因调控相互作用至关重要。
工作原理： Caduceus模型基于Mamba模块，这是一个长距离序列建模的组件。研究者们扩展了Mamba模块，创建了BiMamba（支持双向性）和MambaDNA（支持RC等变性）。这些模块被用来构建Caduceus模型，该模型在预训练和微调阶段都表现出了优异的性能。
具体应用场景：
- 基因表达预测： Caduceus可以用于预测基因变异如何影响基因表达，这对于个性化医疗和药物开发具有重要意义。
- 基因组学研究： 在基因组学研究中，Caduceus可以帮助科学家理解非编码序列的功能，这些序列在细胞机制的调控中起着关键作用。
- 遗传变异分析： Caduceus可以用于分析遗传变异，如单核苷酸多态性（SNPs），以及它们如何影响表型和疾病风险。
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