Google DeepMind представила AlphaGenome Atlas — базу прогнозов о влиянии всех 9 миллиардов возможных однонуклеотидных вариантов в геноме человека. Это замены одной «буквы» ДНК, которые могут менять работу генов и связанные с ней биологические процессы.
Проверить каждый такой вариант в лаборатории практически невозможно. Поэтому команда заранее обработала их моделью AlphaGenome и собрала результаты в массив данных объёмом 1 петабайт. Он более чем в 30 раз превосходит по размеру базу AlphaFold.
Для каждого варианта Atlas содержит тысячи прогнозов, охватывающих сотни типов клеток и тканей человека и мыши. Система оценивает изменения экспрессии генов, сплайсинга РНК, доступности хроматина и других процессов.
Отдельный показатель AlphaGenome Variant Impact, или AVI, сводит потенциальное воздействие мутации к одному числу. Он объединяет прогнозы AlphaGenome и AlphaMissense, модели для оценки изменений в белках. При этом исследователь может увидеть, какие именно биологические признаки сильнее всего повлияли на итоговую оценку.
AVI работает как для участков, кодирующих белки, так и для некодирующих областей. Последние занимают 98% генома, регулируют активность генов и содержат большую часть вариантов, связанных с признаками организма.
Первые исследования уже дали проверяемые результаты. Учёные из Broad Institute нашли ранее пропущенный вариант гена DNM1, связанного с эпилептической энцефалопатией. Модель указала, что мутация создаёт неправильный участок сплайсинга и удлиняет белок. Последующие эксперименты подтвердили этот механизм.
В другом проекте исследователь Эксетерского университета Гарет Хоукс применил Atlas к геномам более 54 тысяч участников UK Biobank. Группировка редких вариантов по прогнозируемому действию позволила обнаружить на 22% больше связей в некодирующих областях.
AlphaGenome Atlas бесплатно доступен через веб-портал для некоммерческих исследований. Работать с ним также можно через API; коммерческий доступ планируют открыть в Google Cloud. Сама система не прошла клиническую проверку и не одобрена для диагностики или лечения.
