Google DeepMind predstavio je AlphaGenome Atlas, istraživačku bazu koja procjenjuje kako bi oko devet milijardi mogućih promjena jednog slova u ljudskoj DNK moglo utjecati na aktivnost gena.
Broj od devet milijardi odnosi se na sve moguće zamjene jednog slova u genomu. Ljudski genom ima približno tri milijarde položaja, a svako se slovo može zamijeniti jednim od preostala tri. Atlas ne popisuje promjene pronađene kod pacijenata, nego računalno procjenjuje učinke mogućih varijanti.
Samo mjesto promjene često nije dovoljno da bi se zaključilo kakav bi učinak mogla imati. Oko dva posto genoma izravno kodira proteine. U preostalom dijelu nalaze se i sekvence koje reguliraju aktivnost gena, dok uloga nekih područja još nije potpuno razjašnjena. Promjena u takvom području može utjecati na to u kojim je stanicama gen aktivan, kada se uključuje i koliko se njegove RNK proizvodi.
Atlas obuhvaća i dijelove DNK koji ne kodiraju proteine
AlphaGenome za svaku varijantu procjenjuje niz molekularnih učinaka: promjene u aktivnosti gena i obradi RNK te to koliko su pojedini dijelovi DNK dostupni proteinima koji upravljaju aktivnošću gena. Procjene obuhvaćaju stotine različitih tipova stanica i tkiva čovjeka i miša. To je važno jer se aktivnost istog gena može razlikovati od jedne vrste stanica do druge.
Pri sazrijevanju RNK stanica iz početnog zapisa uklanja neke dijelove, a preostale povezuje. Varijanta koja poremeti taj postupak može promijeniti protein koji će stanica proizvesti. Autori su metodu i rezultate opisali u novom znanstvenom radu.
Baza uključuje i AVI, brojčanu ocjenu koja objedinjuje predviđanja modela AlphaGenome i AlphaMissense. Istraživači tako mogu rangirati velik broj varijanti prema mogućem molekularnom učinku i odabrati one koje vrijedi detaljnije provjeriti. Ocjena ne procjenjuje rizik za pojedinca niti dokazuje da neka varijanta uzrokuje bolest.
Računalne procjene pomažu odabrati što provjeriti u laboratoriju
Laboratorijsko testiranje svih devet milijardi mogućih zamjena bilo bi iznimno zahtjevno. Atlas istraživačima omogućuje da pregledaju računalne procjene i izdvoje varijante koje bi mogle imati važan molekularni učinak. Baza je dostupna za nekomercijalna istraživanja putem internetskog portala i programskog sučelja. Google DeepMind navodi da sadrži petabajt unaprijed izračunanih podataka.
Jedno predviđanje provjereno je u laboratoriju
U potrazi za genetskom promjenom koja bi mogla objasniti rijetku bolest, istraživači su uz pomoć AVI ocjene izdvojili varijantu gena DNM1, povezanog s epileptičkom encefalopatijom. Model je predvidio da bi varijanta mogla poremetiti obradu RNK i dovesti do stvaranja duljeg proteina. Laboratorijski testovi potvrdili su predviđanje u tom slučaju. Nalaz se odnosi na tu varijantu; ostala predviđanja Atlasa zahtijevaju zasebnu provjeru.
Rezultate svake varijante treba potvrditi eksperimentima i drugim genetskim podacima. DeepMind navodi da AlphaGenome nije namijenjen kliničkoj uporabi niti je za nju validiran. Model se ne može koristiti za dijagnosticiranje bolesti ili odabir liječenja.
