Atlas AlphaGenome předpovídá účinky všech 9 miliard možných variant lidské DNA

Google DeepMind představil AlphaGenome Atlas dne 8. září 2026, platformu obsahující předpovězené molekulární účinky všech 9 miliard možných jednopísmenových DNA variant v lidském genomu, doprovázenou novým skóre řazení variant a přidruženým technickým článkem.

Zdroj byl vytvořen předběžným výpočtem předpovědí AlphaGenome, sekvence‑na‑funkci modelu laboratoře, napříč celým genomem místo spouštění modelu pro každou variantu zvlášť. Oznámení DeepMind popisuje Atlas jako nejobsáhlejší katalog toho, jak genetické mutace ovlivňují molekulární biologii. Výsledná datová sada má přibližně 1 petabajt, což společnost uvádí jako více než 30‑krát větší objem než databáze AlphaFold, kterou rozšířila v roce 2022.

Co Atlas obsahuje

Podle technického článku tým provedl in silico saturaci mutageneze napříč lidským genomem, vytvářející předpovědi pro každou možnou jednonukleotidovou variantu v referenční sestavě hg38 a více než 100 milionů vkládání a delecí zaznamenaných v populacích gnomAD, UK Biobank a All of Us. Každá varianta obsahuje v průměru 27 000 experimentálně specifických skalárních předpovědí, které pokrývají stovky lidských a myších typů buněk a tkání.

Kromě surových předpovědí DeepMind zveřejnil skóre AlphaGenome Variant Impact (AVI), které zhušťuje předpovědi AlphaGenome a AlphaMissense spolu s informacemi o konzervaci a ztrátě funkce proteinu do jediného čísla pro každou variantu. Každé skóre AVI je doprovázeno přiřazením vlastností, které jej rozkládají na molekulární procesy, jež ho pohánějí, například na splicing RNA nebo exprese genů. Atlas také obsahuje kompendium 2 601 opakujících se DNA sekvenčních motivů, regulačních „slov“ genomu, s jejich umístěním mapovaným napříč typy buněk. DeepMind uvádí, že skóre AVI funguje jak v kódujících regionech, které tvoří asi 2 % genomu, tak v nekódujících 98 %, a článek hlásí špičkový výkon v benchmarkech patogenity variant a vzácných onemocnění, s největšími zisky u nekódujících variant.

Počáteční výzkumné aplikace

DeepMind uvádí, že externí spolupracovníci již zdroj využili. Ve spolupráci s konsorciem GREGoR použily Laura Covill a Anne O’Donnell‑Luria z Broad Institute skóre AVI na nevyřešené případy vzácných onemocnění a upřednostnily hlubokou intronovou variantu v genu DNM1, který je úzce spojen s epileptickou encefalopatií. Základní předpovědi AlphaGenome ukázaly, že varianta vytvořila specifické kryptické splice místo v mozku, které prodloužilo vzniklý protein o 13 aminokyselin, a článek uvádí, že experimentální testy tuto předpověď potvrdily a identifikovaly blízké varianty s podobnými účinky, což podporuje klasifikaci pravděpodobně patogenní.

Na University of Exeter použil člen Medical Research Council Gareth Hawkes Atlas na data celého genomu od více než 54 000 účastníků UK Biobank. Skupinováním vzácných variant podle jejich předpověděných molekulárních účinků Hawkes odhalil o 22 % více nekódujících genetických asociací s hladinami cirkulujících proteinů, než by bylo jinak detekovatelné, a identifikoval regulační varianty ovlivňující proteiny včetně PLA2G7, který souvisí se stárnutím, a EGLN1, buněčného senzoru kyslíku. Zaměřením se na 1 % nekódujících variant, které Atlas předpovídá jako nejvíce dopadové, také identifikoval 19 genetických oblastí spojených s indexem tělesné hmotnosti. V Stowers Institute for Medical Research použily Julia Zeitlinger a Melanie Weilert zdroj motivů k rozdělení, které transkripční faktory ovlivňují pouze přístupnost DNA a které mohou také zapínat a vypínat geny.

Dostupnost a uvedená omezení

Webová stránka AlphaGenome Atlas je od 8. září 2026 otevřena pro nekomerční výzkumné využití, spolu s API AlphaGenome a dovedností v Google Antigravity, agentické vývojové platformě společnosti. DeepMind uvedl, že komerční přístup na Google Cloud bude brzy k dispozici, a technický článek poznamenává, že statické stažení skóre AVI je vydáno pod permissivní licencí pro komerční i nekomerční použití.

Autoři v článku uvádějí, že Atlas a AVI jsou výzkumné nástroje, které předpovídají molekulární účinky a mohou sloužit pouze jako součást řetězce důkazů vedoucího k klinickým diagnózám, nikoli jako samostatné dostatečné důkazy. Upozornění DeepMind doplňuje, že AlphaGenome nebyl validován ani schválen pro jakékoli klinické použití. Článek také poukazuje na mezery v tréninkových datech AlphaGenome, včetně chybějících typů buněk a nepolyadenylovaných RNA, a uvádí, že tým považuje tento první generaci Atlasu za výchozí bod, který bude s vylepšováním podkladových modelů přesnější.