谷歌 DeepMind 推出 AlphaGenome Atlas，覆盖人类基因组全部 90 亿种单核苷酸变异预测

IT之家 9 月 8 日消息，谷歌今日推出 AlphaGenome Atlas ，这一平台包含了人类基因组中 90 亿种单核苷酸变异 （所有可能的单字母 DNA 改变）的功能预测，是目前涵盖基因突变对分子生物学影响最全面的目录，学术界可通过免费门户网站免费使用。 DNA 是生命的语言，掌握其密码能够改变人类理解生物学和治疗疾病的能力，但解读基因变异对分子层面的影响长期存在瓶颈：人类基因组有约 90 亿种可能的单字母突变，在实验室逐一测试几乎不可能。 根据介绍，谷歌 DeepMind 此前已经推出 AI 模型 AlphaGenome ，可以预测基因变异对生物过程的影响，可用于分析特定变异并在研究中得到广泛应用，此次通过大规模预先计算 AlphaGenome 的预测结果，构建出 覆盖全基因组变异的全景资源库 ，就像地图集汇总地理信息一样，绘制出全基因组 DNA 变异的分子效应图谱。 为帮助科学家快速找到影响最大的遗传改变，谷歌同时发布了 AlphaGenome Variant Impact（AVI）评分 ，该评分结合了 AlphaGenome 和 AlphaMissense（IT之家注：谷歌用于预测改变蛋白质的 DNA 变异影响的模型）两者的预测优势，将两个模型的预测结果浓缩为单个数值，研究人员可以快速对变异进行排序，同时解读其分子效应。 AlphaGenome Atlas 是一个 规模达 1 PB 的数据集 ，比 AlphaFold 数据库大 30 倍以上。该平台提供多个互相联动的资源： 分子效应预测 ：每个变异包含数千个分子效应预测，涵盖基因调控的多个重要方面，覆盖数百种人类和小鼠细胞类型与组织。 AVI 评分 ：描述每个遗传变异影响的单一数值。 AVI 特征归因 ：每个 AVI 评分都关联到驱动其结果的特定生物学特征，比如 AlphaGenome 预测的基因调控方面，或是 AlphaMissense 的蛋白质影响评分。 DNA 序列基序 ：包含超过 2500 个重复性 DNA 序列（基因组的“词汇”）及其位置的完整合集。 AVI 评分同时适用于编码区（占基因组 2%，负责编码蛋白质）和非编码区（占基因组 98%，负责协调基因活性，容纳绝大多数性状相关变异），帮助研究人员根据潜在影响快速对变异进行评分和排序。测试显示，AVI 评分在多种变异致病性和罕见疾病基准测试中都展现出一流性能。 目前外部合作研究团队已经借助 AlphaGenome Atlas 取得多项实际成果：在罕见病研究中，博德研究所团队借助 AVI 评分筛选变异，发现了此前被忽略的、与癫痫性脑病密切相关的 DNM1 基因变异，实验验证确认了该预测结果；埃克塞特大学研究人员对英国生物样本库超过 54000 名参与者的全基因组数据进行分析，通过 AlphaGenome Atlas 发现了多 22% 的