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DeepMind发布AlphaGenome图谱,预测人类基因组所有可能DNA变化

Google DeepMind推出AlphaGenome图谱,预测人类基因组约90亿种单字母变化的潜在影响,旨在帮助研究人员从海量基因变异中识别致病突变。该图谱覆盖约98%的非编码区,数据量达1PB,并提供简化评分AVI。

核心事实

Google DeepMind近日发布AlphaGenome图谱,据称已对人类基因组中约90亿种可能的单字母变化进行了预测,评估这些变化在体内的潜在影响。该图谱基于2025年推出的AlphaGenome模型构建,该模型可读取长达100万字母的DNA序列,预测基因表达强度、调控蛋白结合及转录剪接等分子过程。此次发布将原先需逐一查询的预测结果预先计算,形成覆盖约1PB数据的资源库,规模是AlphaFold蛋白质数据库的30倍以上。

背景与影响

人类基因组约30亿个DNA字母,每个人携带数百万个微小变异,其中少数与疾病相关。由于约98%的基因组为非编码区,调控基因活性,多数致病变异位于此,但传统方法难以解读。AlphaGenome图谱为每个变异提供平均约27,000个预测值,并进一步通过AlphaGenome变异影响评分(AVI)简化为一维指标。AVI结合AlphaGenome预测、AlphaMissense蛋白模型及进化保守性数据,仅用18个输入特征,优于使用150多个特征的CADD基准工具,尤其在非编码区表现突出。案例显示,AVI成功将一名严重癫痫患儿DNM1基因中此前意义不明的变异列为候选,并通过预测揭示其导致脑特异性转录本剪接异常,实验室实验证实该预测。此外,利用图谱对54,000多名英国生物样本库参与者的数据分析,发现非编码变异与血液蛋白水平之间的关联比传统方法多22%。

限制与来源

DeepMind指出,AlphaGenome图谱并非覆盖所有细胞类型,且无法捕捉通过调控蛋白数量间接产生的效应。该工具定位为研究辅助,仅作为诊断证据链的一环。图谱通过网页门户、API及Google Antigravity技能提供非商业用途,商业版本计划通过Google Cloud推出。以上信息源自the-decoder.com报道,具体功能、数据及可用性以DeepMind官方发布为准。