Атлас AlphaGenome предсказывает эффекты всех 9 миллиардов вариантов ДНК человека

Google DeepMind представила AlphaGenome Atlas 8 сентября 2026 г., платформу, содержащую предсказанные молекулярные эффекты всех 9 миллиардов возможных односимвольных вариантов ДНК в человеческом геноме, сопровождаемую новым рейтинг‑баллом вариантов и техническим документом‑партнёром.

Ресурс построен предвычислением предсказаний AlphaGenome, модели «последовательность‑в‑функцию» лаборатории, по всему геному, а не запуском модели для каждого отдельного варианта. Анонс DeepMind описывает Atlas как самый полный каталог того, как генетические мутации влияют на молекулярную биологию. Полученный набор данных занимает примерно 1 петабайт, что, по словам компании, более чем в 30 раз превышает объём базы данных AlphaFold, расширенной в 2022 году.

Что содержит Атлас

Согласно техническому документу, команда провела in silico насыщенную мутагенезу по всему человеческому геному, создав предсказания для каждого возможного однонуклеотидного варианта в референсной сборке hg38, а также более 100 млн вставок и делеций, зафиксированных в наборах данных населения gnomAD, UK Biobank и All of Us. Каждый вариант сопровождается в среднем 27 000 скалярных предсказаний, специфичных для эксперимента, охватывающих сотни типов клеток и тканей человека и мыши.

Помимо сырых предсказаний, DeepMind выпустила показатель AlphaGenome Variant Impact (AVI), который объединяет предсказания AlphaGenome и AlphaMissense с данными о консервации и потерях функции белка в одно число для каждого варианта. Каждый балл AVI снабжён атрибуциями признаков, разлагающими его на молекулярные процессы, такие как сплайсинг РНК или экспрессия генов. Атлас также включает компиляцию из 2 601 повторяющегося ДНК‑мотивa, «слов» регуляции генома, с их позициями, сопоставленными по типам клеток. DeepMind заявляет, что балл AVI работает как в кодирующих областях, составляющих около 2 % генома, так и в некодирующих 98 %, а документ сообщает о передовом качестве работы на бенчмарках патогенности вариантов и редких заболеваний, с наибольшими улучшениями для некодирующих вариантов.

Ранние исследовательские применения

DeepMind сообщает, что внешние партнёры уже использовали ресурс. Совместно с консорциумом GREGoR Лаура Ковилл и Энн О’Доннелл‑Лурия из Broad Institute применили балл AVI к неразрешённым случаям редких заболеваний и выделили глубокий интронный вариант в гене DNM1, сильно связанный с эпилептической энцефалопатией. Предсказания AlphaGenome показали, что вариант создаёт мозгово‑специфичный криптический сайт сплайсинга, удлиняющий получаемый белок на 13 аминокислот, а документ отмечает, что экспериментальные скрининги подтвердили предсказание и выявили соседние варианты с аналогичными эффектами, поддерживая классификацию «вероятно патогенный».

В Университете Эксетера стипендиат Медицинского исследовательского совета Гарет Хоукс использовал Атлас для анализа геномных данных более чем 54 000 участников UK Biobank. Группируя редкие варианты по предсказанным молекулярным эффектам, Хоукс обнаружил на 22 % больше некодирующих генетических ассоциаций с уровнями циркулирующих белков, чем было бы возможно без этого подхода, выявив регуляторные варианты, влияющие на такие белки, как PLA2G7 (связанный со старением) и EGLN1 (клеточный датчик кислорода). Сосредоточившись на 1 % некодирующих вариантов, которые Атлас предсказывает как наиболее значимые, он также определил 19 генетических регионов, ассоциированных с индексом массы тела. В Институте медицинских исследований Stowers Джулия Цайтлингер и Мелани Вейлерт использовали ресурс мотивов для классификации факторов транскрипции, которые лишь влияют на доступность ДНК, и тех, которые способны также включать и выключать гены.

Доступность и заявленные ограничения

Сайт AlphaGenome Atlas открыт для некоммерческого исследовательского использования с 8 сентября 2026 г., вместе с API AlphaGenome и навыком в Google Antigravity, агентной платформе разработки компании. DeepMind заявила, что коммерческий доступ через Google Cloud появится в ближайшее время, а технический документ отмечает, что статическая загрузка баллов AVI лицензирована свободно как для коммерческого, так и для некоммерческого использования.

Авторы указывают в документе, что Атлас и AVI являются исследовательскими инструментами, предсказывающими молекулярные эффекты и могут служить лишь частью цепочки доказательств, ведущей к клиническим диагнозам, но не являются достаточным доказательством сами по себе. Дисклеймер DeepMind добавляет, что AlphaGenome не прошёл валидацию и не одобрен для какого‑либо клинического применения. В документе также отмечаются пробелы в обучающих данных AlphaGenome, включая отсутствие некоторых типов клеток и неполиааденилированных РНК, и говорится, что команда рассматривает этот перво‑поколенческий Атлас как базу, которая будет становиться более точной по мере улучшения базовых моделей.