Геном человека состоит примерно из трёх миллиардов «букв». Каждую из них теоретически можно заменить тремя другими. Получается около девяти миллиардов возможных однонуклеотидных изменений.
Проверить каждое в лаборатории невозможно. Поэтому Google DeepMind создал AlphaGenome Atlas — вычислительную карту, которая заранее прогнозирует молекулярные последствия всех таких замен.
ИИ оценивает, может ли конкретное изменение:
— нарушить работу гена;
— изменить образование РНК;
— создать ошибочный участок сплайсинга;
— повлиять на активность регуляторной области ДНК;
— по-разному проявиться в различных клетках и тканях.
Масштаб впечатляет: база занимает около одного петабайта и более чем в 30 раз превосходит по объёму AlphaFold Database. Для каждого варианта рассчитывается показатель AVI, позволяющий быстро ранжировать потенциально значимые изменения.
Особенно важна работа с некодирующей ДНК. На участки, непосредственно кодирующие белки, приходится лишь около 2% генома. Функции многих изменений в остальных 98% до сих пор крайне трудно интерпретировать.
В первых исследовательских применениях AlphaGenome Atlas помог обнаружить ранее пропущенный вариант гена
DNM1, связанного с эпилептической энцефалопатией. ИИ предположил, что мутация создаёт неправильный участок сплайсинга, а последующий эксперимент подтвердил этот механизм. При анализе геномов более 54 тысяч участников UK Biobank использование прогнозов позволило выявить на 22% больше ассоциаций с редкими некодирующими вариантами.Но важно правильно понимать статус разработки.
AlphaGenome Atlas не является диагностическим тестом и не одобрен для клинического применения. Полученный балл не означает, что человек болен или обязательно заболеет. Модель строит прогноз на основе имеющихся данных, которые могут неполно представлять отдельные популяции, редкие клеточные состояния и сложные сочетания генетических факторов.
Поэтому пока ИИ должен не выносить генетический «вердикт», а помогать специалистам решать, какие варианты необходимо изучить в первую очередь.
Главный прорыв здесь не в том, что искусственный интеллект окончательно расшифровал геном. Он создал первую почти полную карту возможных маршрутов — но каждый клинически важный маршрут ещё предстоит проверить экспериментально.
