Опубликована самая полная карта молекулярных эффектов мутаций человеческого генома

Компания DeepMind, принадлежащая Google, 8 числа выпустила карту человеческого генома — AlphaGenome Atlas. Этот каталог охватывает потенциальные эффекты примерно 9 миллиардов однонуклеотидных вариаций (изменений отдельных букв ДНК) в человеческом геноме и является на сегодняшний день наиболее полным каталогом молекулярных эффектов генетических мутаций. Он помогает не только выявлять патогенные мутации, но и обнаруживать ключевые вариации, которые ранее игнорировались при исследовании редких заболеваний, открывая новые пути для точной медицины.

ДНК состоит из четырёх букв: A, T, C, G, обозначающих аденин, тимин, цитозин и гуанин. Человеческий геном содержит более 3 миллиардов пар оснований, из которых лишь около 2% напрямую кодируют белки, а остальная часть представляет собой регуляторные последовательности или области с ещё не полностью изученными функциями. Одним из наиболее распространённых типов вариаций является замена одной буквы — именно такие однобуквенные изменения создают различия между людьми и определяют разную предрасположенность к заболеваниям. AlphaGenome Atlas рассчитал прогнозные значения для трёх возможных нуклеотидных замен в каждой позиции ДНК человеческого генома; объём данных достиг 1 петабайта, что эквивалентно примерно 200 миллионам фотографий. Команда исследователей также разработала показатель AlphaGenome Variant Impact (AVI), позволяющий надёжно выявлять патогенные мутации из клинических геномных баз данных. Например, с помощью оценки AVI и других прогнозов команда Института Брода определила некодирующую вариацию как возможную причину тяжёлой эпилепсии у одного пациента.

Британский статистический генетик Гарет Хокс из Эксетерского университета отметил, что этот атлас помогает выявлять связи между вариациями «некодирующей» ДНК и биологическими признаками и заболеваниями в масштабных базах данных полных геномов и здоровья. Он использовал эти прогнозы для выявления и объяснения редких некодирующих вариаций, связанных с уровнями тысяч белков крови, в данных полных геномов 54 тысяч участников UK Biobank. Он также планирует распространить аналогичный анализ на рост и другие признаки. Молекулярный биолог Бен Ленер из Института Уэллкома Сэнгера считает атлас весьма полезным, однако отмечает, что прогностическая эффективность таких моделей, как AlphaGenome, ещё далека от идеала и на данный момент они не должны использоваться самостоятельно для клинических решений.