BIOLOGY × AI · 数据解读 · 2026-11-02

FineDNA:Hugging Face 开源 DNA 大模型训练数据集

覆盖中期训练、监督微调和强化学习,FineDNA 将 DNA 序列、生物文本与任务数据整理成一套可按阶段取用的训练资源。

514.30B
中期训练数据池 · tokens
302B
该次中期训练读取 · tokens
3
阶段 · Mid-training / SFT / RL
01
DATA / TRAINING RECIPE

连接 DNA 序列与自然语言的训练数据

5143亿 tokens 的中期训练数据池、203,923段监督微调对话、98,433行强化学习提示,组成了 FineDNA 的三阶段训练资源。这个由 HuggingFaceBio 发布的数据集,将 DNA 序列、生物学文本和问答任务汇集到同一个入口。

FineDNA 由 Hugging Face、中关村学院与意大利 TIGEM/那不勒斯费德里科二世大学的研究团队合作构建,用于训练基于 Qwen3-14B 的 Carbon-X。研究者可以按训练阶段、数据来源和任务类型分别加载。

从接触序列到回答问题,三个阶段的训练材料都已公开。

FineDNA 三阶段训练数据总览

FineDNA 三阶段训练数据总览(图源:HuggingFaceBio/FineDNA 官方数据卡,原文节选排版)
02
DATA / TRAINING RECIPE

把 DNA、论文和通用文本放进同一套配方

中期训练的作用,是让已有语言模型继续学习 DNA 相关内容。Carbon-X 的配方中,DNA 占训练 tokens 的55%,生物文本占15%,英语占20%,指令数据占10%。序列提供生物学材料,英语和指令数据用于保持语言表达与指令遵循能力。

这套配方可以理解为一张食谱:不同来源按设定比例进入训练。514.30B tokens 是可采样的数据池,Carbon-X 该次中期训练实际读取302B tokens。例如,15.75B tokens 的生物文本被读取45.3B,体现了对这类材料的重复采样。

数据内容与混合比例,共同构成了公开的训练配方。

数据池规模与训练读取量

四类数据的数据池规模与训练读取量,单位为十亿 tokens;数值由官方估算并取整(图源:HuggingFaceBio/FineDNA 官方数据卡,BioTender 据表重绘)
03
DATA / TRAINING RECIPE

从基因组序列到带注释的生物文本

DNA 材料主要来自 GENERator 和 OpenGenome2。其中包括真核基因组窗口、mRNA、带剪接和启动子上下文的 mRNA,以及原核基因组。真核序列又按真菌、原生生物、植物、无脊椎动物、哺乳动物和其他脊椎动物分组。

进入训练前,序列会整理成统一格式。FineDNA 将序列裁到6个碱基的整数倍,并加上 DNA 标记,配合 Carbon-X 的6-mer 分词方式。这相当于把长串碱基每6个分成一组;自然语言部分使用文本分词,共同进入模型的 token 流。

DNA 来源与序列格式处理

DNA 的上游来源、长度处理与标签规则(图源:HuggingFaceBio/FineDNA 官方数据卡,原文节选排版)

生物文本部分来自论文、网页和社区讨论,包括 PubMed Central、bioRxiv、Biostars 等来源。筛选规则要求文档包含至少15个连续核苷酸字符、使用至少3种字符,并出现分子生物学关键词。这样可以从通用文本里定位含序列的内容。

最长 DNA 片段达到39 bp 的文档会被单独分组,供训练时设置采样权重。数据中还包含 Gemini 为基因组区域生成的描述,以及将文档片段移到末尾、要求模型补全的样本。序列、说明文字和补全任务由此形成了多种训练形式。

含 DNA 生物文本的筛选规则

含序列文档的正则筛选与39 bp 分组门槛(图源:HuggingFaceBio/FineDNA 官方数据卡,原文节选排版)
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DATA / TRAINING RECIPE

用20万段对话连接序列与任务

监督微调阶段将训练内容组织成问答和多轮对话。FineDNA 的 SFT 部分包含203,923段对话,覆盖8个任务域。这些任务包括生物问答、普通对话、DNA 计算、指令遵循、序列分析、序列分类、序列续写和变异效应预测。

不同任务对应不同练习:DNA 计算涉及碱基计数、GC 含量、翻译、坐标和序列编辑;序列分类涉及启动子、增强子及物种来源。变异效应样本包含根据序列窗口判断良性或致病的任务,并配有模板化推理文本。

监督微调的八个任务域

SFT 八个任务域的样本数与 token 统计(图源:HuggingFaceBio/FineDNA 官方数据卡,原文表格选列排版)

SFT 对话合计230.3M tokens,其中助手回答占27.4M,约为11.9%。官方训练配方在助手回答部分计算损失。输入中的问题与序列提供上下文,助手输出则提供需要模型学习生成的答案。

每条 SFT 数据包含 messages、chat_template_kwargs 和 domain 字段,分别记录对话内容、模板参数与任务类型。使用时保留模板参数,就能沿用每条样本的 DNA 自动标记设置。

对话内容、任务标签和格式参数一起,组成了可直接用于微调的数据结构。

SFT 总 tokens 与助手 tokens

SFT 总 tokens 与助手 tokens 对比;11.9%由27.4÷230.3计算(图源:HuggingFaceBio/FineDNA 官方数据卡,BioTender 据表重绘)
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DATA / TRAINING RECIPE

让标准答案与程序参与强化学习

强化学习部分像一套配有“判卷程序”的练习题。每条提示带有标准答案或约束,由代码检查模型生成的回答。任务涉及 DNA 计算、变异效应预测、序列分类、生物知识和指令遵循,DNA 计算类共42,981行。

RL 数据共98,433行,包含61.1M 个提示 tokens,覆盖80,406条不同提示。这里的 token 统计对应输入提示,回答在训练过程中生成。与 SFT 相比,RL 采用其中五个任务域,围绕可验证的答案与约束组织训练。

强化学习的可验证任务组

RL 各任务组的样本数与提示 token 统计(图源:HuggingFaceBio/FineDNA 官方数据卡,原文表格选列排版)

部分提示会按配方重复出现,用于增加相应任务的训练频次。98,433行与80,406条不同提示之间的18,027行差额,来自有意设置的重复采样。例如,dna_skills 中每条提示出现两次;其他任务组也有各自的重复比例。

rl_mix 按官方混合加载器的输出顺序保存,设计为训练一轮。数据字段包括提示、标准答案、任务组、任务类型及验证器所需信息。官方还提供对应的奖励函数,研究者可以结合任务数据和评分代码了解训练过程。

RL 混合数据的提示与采样安排

RL 独立提示数与重复采样安排(图源:HuggingFaceBio/FineDNA 官方数据卡,原文节选排版)
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DATA / TRAINING RECIPE

按来源、任务和训练阶段直接取用

FineDNA 可以通过 Hugging Face Datasets 加载。中期训练部分提供23个 mid_* 来源配置;SFT 提供 sft_mix 和各任务域配置;强化学习数据使用 rl_mix。中期训练配置合计约950 GB,官方示例采用流式读取。

研究者可以先选择一个来源或任务域,查看字段与样本,再接入训练流程。sft_mix 已整理好监督微调的混合样本,rl_mix 则包含强化学习所用的提示与验证信息。中期训练各来源的采样比例,以及三阶段训练脚本,都能在 Carbon 仓库中找到。

FineDNA 官方加载示例

按阶段加载 FineDNA;中期训练采用流式读取(图源:HuggingFaceBio/FineDNA 官方数据卡,代码节选排版)

FineDNA 以 Apache 2.0 许可证发布,所引用的第三方来源保留各自的许可证与条款。数据卡列出了主要上游材料,使用时可结合来源说明确认相应条件。数据集页面提供分阶段配置,Carbon 仓库提供配套训练代码与说明文档。

从持续学习 DNA 的中期训练,到按问题作答的监督微调,再到程序评分的强化学习,FineDNA 将三个阶段的材料整理到同一个数据集入口。

研究者可以从其中一个任务域开始,也可以沿着公开配方了解 Carbon-X 的完整训练流程。

FineDNA 许可证与配套训练代码

FineDNA 许可证说明与配套训练代码入口(图源:HuggingFaceBio/FineDNA 官方数据卡,原文节选排版)