2767
Google використала систему AlphaGenome, щоб проаналізувати всі можливі одиничні заміни в людському геномі. Оскільки геном людини містить приблизно три мільярди позицій, а кожну наявну «літеру» ДНК теоретично можна замінити трьома іншими, загальна кількість перевірених варіантів сягнула приблизно дев’яти мільярдів.
Мета AlphaGenome полягає не в тому, щоб просто перелічити всі можливі мутації, а в тому, щоб передбачити їхній функціональний вплив. Особливо важливим є аналіз некодуючої ДНК — величезної частини геному, яка безпосередньо не містить інструкцій для створення білків, але може керувати тим, де, коли й наскільки активно працюють гени.
Значна частина некодуючих ділянок досі залишається складною для інтерпретації. Частина з них регулює утворення інформаційної РНК, її обробку й активність генів, тоді як інші ділянки можуть бути залишками вірусів та інших молекулярних елементів без очевидної сучасної функції.
AlphaGenome навчили оцінювати, як зміна окремої основи ДНК може вплинути на різні біологічні процеси. Якщо дослідник знаходить варіант у некодуючій області поруч із важливим геном, система може підказати, чи варта така зміна додаткової уваги та який механізм потенційно може бути порушений.
Google перевірила модель на людських і мишачих даних. Система поки не охоплює абсолютно всі типи клітин: її точність залежить від того, наскільки добре конкретний тип тканини представлений у навчальних наборах. Проте у багатьох тестах AlphaGenome показує результати не гірші, а іноді кращі за спеціалізовані інструменти, які створювалися під окремі геномні задачі.
Для нового ресурсу Google фактично пропустила через модель кожну можливу одноосновну заміну. Якщо в певній позиції еталонного геному стоїть, наприклад, A, система окремо оцінює наслідки заміни на C, G і T, після чого переходить до наступної позиції.
При цьому еталонний геном не є геномом конкретної людини. Реальний геном кожного з нас відрізняється від референсної послідовності у мільйонах позицій, а крім одноосновних замін існують також вставки, видалення, дублювання та інші структурні зміни, які AlphaGenome Atlas у цій формі не охоплює.
Головна практична користь ресурсу — пріоритезація варіантів. У генетичних дослідженнях лікарі та вчені часто бачать багато відмінностей у ДНК, але не знають, які з них реально пов’язані із захворюванням. Прогноз AlphaGenome може допомогти звузити список кандидатів для подальших лабораторних перевірок.
Google зробила акцент на тому, що такі передбачення не замінюють експериментальної перевірки та клінічного висновку. Модель дає гіпотезу про можливу функцію зміни, але не може сама встановити діагноз або довести, що конкретний варіант обов’язково спричиняє хворобу.
Створення повного атласу з дев’яти мільярдів можливих замін перетворює AlphaGenome з окремої дослідницької моделі на великий довідковий ресурс. Дослідники можуть використовувати готові прогнози замість того, щоб щоразу запускати модель для кожного нового генетичного варіанта.
