Атлас AlphaGenome передбачає ефекти всіх 9 мільярдів варіантів ДНК людини

Google DeepMind представив AlphaGenome Atlas 8 вересня 2026 року, платформу, що містить передбачені молекулярні ефекти для всіх 9 мільярдів можливих односимвольних варіантів ДНК у геномі людини, разом із новим рейтингом варіантів та технічною статтею.

Ресурс створено шляхом попереднього обчислення прогнозів AlphaGenome, моделі лабораторії «послідовність‑до‑функції», по всьому геному, а не запуску моделі для кожного варіанту окремо. Оголошення DeepMind описує Atlas як найповніший каталог того, як генетичні мутації впливають на молекулярну біологію. Отриманий набір даних становить приблизно 1 петабайт, що, за словами компанії, більше в 30 разів, ніж база даних AlphaFold, яку вона розширила у 2022 році.

Що містить Атлас

Згідно з технічною статтею, команда виконала in silico насичену мутагенезу по всьому геному людини, створюючи прогнози для кожного можливого однонуклеотидного варіанту у референтній збірці hg38, а також понад 100 мільйонів вставок і делецій, зафіксованих у наборах даних населення gnomAD, UK Biobank та All of Us. Кожен варіант містить в середньому 27 000 скалярних прогнозів, специфічних для експерименту, що охоплюють сотні типів клітин і тканин людини та миші.

Разом із сирими прогнозами DeepMind випустив оцінку AlphaGenome Variant Impact (AVI), яка об’єднує прогнози AlphaGenome та AlphaMissense з ознаками консервації та втрати функції білка в одному числі для кожного варіанту. Кожна оцінка AVI супроводжується атрибуціями ознак, які розкладають її на молекулярні процеси, що її визначають, такі як сплайсинг РНК або експресія генів. Атлас також містить збірку з 2 601 повторюваного ДНК‑послідовного мотиву, «регуляторних слів» геному, з їх розташуванням по типах клітин. DeepMind заявляє, що оцінка AVI працює як у кодуючих регіонах, що становлять близько 2 % геному, так і у некодуючих 98 %, і стаття повідомляє про передові результати на бенчмарках патогенності варіантів та рідкісних захворювань, з найвищими покращеннями для некодуючих варіантів.

Ранні дослідницькі застосування

DeepMind повідомляє, що зовнішні співпрацювачі вже використали ресурс. Працюючи з консорціумом GREGoR, Лаура Ковілл та Енн О’Доннелл-Лурія з Broad Institute застосували оцінку AVI до нерозв’язаних випадків рідкісних захворювань і визначили пріоритетний глибокий інтронний варіант у гені DNM1, який сильно пов’язаний з епілептичною енцефалопатією. Прогнози AlphaGenome показали, що варіант створив специфічний для мозку криптичний сайт сплайсингу, який подовжив отриманий білок на 13 амінокислот, і стаття повідомляє, що експериментальні скринінги підтвердили прогноз і виявили сусідні варіанти з подібними ефектами, підтримуючи класифікацію «ймовірно патогенний».

У Університеті Ексетеру стипендіат Медичного дослідницького ради Ґарет Хоукс застосував Атлас до даних повного геному понад 54 000 учасників UK Biobank. Групуючи рідкісні варіанти за їх передбаченими молекулярними ефектами, Хоукс виявив на 22 % більше некодуючих генетичних асоціацій з рівнями циркулюючих білків, ніж можна було б виявити інакше, визначивши регуляторні варіанти, що впливають на білки, зокрема PLA2G7, пов’язаний зі старінням, та EGLN1, клітинний сенсор кисню. Зосереджуючись на 1 % некодуючих варіантів, які Атлас прогнозує як найбільш впливові, він також виявив 19 генетичних регіонів, пов’язаних з індексом маси тіла. У Stowers Institute for Medical Research Джулія Цайтлінгер та Мелані Вейлерт використали ресурс мотивів для класифікації, які транскрипційні фактори лише впливають на доступність ДНК, а які також можуть вмикати та вимикати гени.

Доступність та заявлені обмеження

Веб‑сайт AlphaGenome Atlas відкритий для некомерційного наукового використання з 8 вересня 2026 року, разом з AlphaGenome API та інструментом у Google Antigravity, агентній платформі розробки компанії. DeepMind заявив, що комерційний доступ у Google Cloud з’явиться незабаром, а технічна стаття зазначає, що статичне завантаження оцінок AVI має вільну ліцензію для комерційного та некомерційного використання.

Автори зазначають у статті, що Атлас і AVI є дослідницькими інструментами, які передбачають молекулярні ефекти і можуть слугувати лише частиною ланцюжка доказів, що веде до клінічних діагнозів, а не як достатні докази самостійно. Дисклеймер DeepMind додає, що AlphaGenome не був верифікований і не схвалений для будь‑якого клінічного використання. У статті також вказуються прогалини у навчальних даних AlphaGenome, зокрема відсутні типи клітин і неполіаденілені РНК, і зазначається, що команда розглядає цей Атлас першого покоління як базову лінію, яка стане точнішою зі вдосконаленням базових моделей.