AlphaGenome 2: расшифровка, как клетки читают ДНК для лучшего понимания заболеваний

Каждая клетка в организме несёт одинаковый геном, но активирует разные гены в зависимости от типа и состояния, что определяет её функцию.

Глобальные проекты, такие как Human Cell Atlas, создают карты экспрессии генов для миллионов клеток, однако остаётся задачей предсказать, как незначительные изменения в ДНК влияют на эту экспрессию в конкретных клетках — ключевой фактор черт и заболеваний человека.

AlphaGenome 2, в отличие от предыдущего поколения, является условной моделью, которая анализирует влияние ДНК-вариантов для одного биологического состояния за раз, причём это состояние может быть либо выбрано из справочного каталога типов клеток, либо сгенерировано на лету из одноклеточных данных эксперимента учёного с помощью нашего кодировщика клеток.

Модель обучена на более чем 107 миллионах профилей отдельных клеток, что позволяет ей распознавать активность в специализированных клетках, например, в кардиомиоцитах или иммунных клетках крови.

На наборе данных TenK10K, включающем 28 типов первичных иммунных клеток, AlphaGenome 2 идентифицировала почти вдвое больше каузальных вариантов (30% против 16%) и направленных эффектов генов (43% против 23%), чем предыдущая версия, дообученная на данных одноклеточного анализа.

AlphaGenome 2 способна обобщать на новые одноклеточные эксперименты без переобучения, предсказывая влияние вариантов в ранее не изученных состояниях клеток, например, при действии вакцин или развитии заболеваний.