AlphaGenome Atlas

AlphaGenome Atlas är en databas och webbportal från Google DeepMind som samlar förutsägelser om vad varje möjlig ändring av en enda bokstav i människans DNA gör. Människans arvsmassa har omkring 3 miljarder baspar, och bara ungefär 2 % av dem kodar för proteiner. Resten styr bland annat när och hur mycket gener används, och den delen är mycket sämre förstådd. Atlasen bygger på AI-modellen AlphaGenome, som har räknat fram effekten av ungefär 9 miljarder sådana enbokstavsvarianter. Resultatet är enligt DeepMind en datamängd på omkring en petabyte, mer än 30 gånger större än AlphaFold-databasen.

För varje variant finns tusentals förutsägelser om hur den påverkar olika delar av genregleringen i hundratals celltyper och vävnader från människa och mus. Allt vägs också ihop till ett enda tal, AVI-poängen (AlphaGenome Variant Impact), som kombinerar AlphaGenome med AlphaMissense och fungerar både för kodande och icke-kodande DNA. Poängen kan delas upp i vad som bidrar till den, till exempel kromatinets tillgänglighet, splitsning, genuttryck och hur bevarad sekvensen är. Atlasen innehåller också över 2 500 återkommande DNA-motiv och var i arvsmassan de sitter. Enligt DeepMind presterar AVI-poängen bäst i klassen på flera tester för sjukdomsframkallande varianter och sällsynta sjukdomar.

Google ger exempel på användning. Vid Broad Institute använde forskare AVI-poängen för att prioritera varianter hos en patient med sällsynt sjukdom och hittade en variant i genen DNM1 som skapar ett felaktigt splitsningsställe, vilket hjälpte till att lösa fallet. Gareth Hawkes vid University of Exeter analyserade helgenomdata från över 54 000 deltagare i UK Biobank, hittade 22 % fler samband i icke-kodande DNA genom att gruppera varianter efter förutsagd effekt, och pekade ut 19 regioner kopplade till BMI.

Portalen är gratis för akademisk och icke-kommersiell forskning och kräver inga programmeringskunskaper. Kommersiell användning ska enligt DeepMind komma snart via Google Cloud. Den underliggande AlphaGenome-modellen och dess API finns för akademiskt bruk via GitHub och för kommersiellt bruk via Model Garden i Google Cloud, och atlasen finns även som en färdighet i Google Antigravity. DeepMind påpekar att resultaten inte är medicinsk rådgivning och att AlphaGenome inte är godkänt för klinisk användning.