Google DeepMind запускает AlphaGenome 2 для расшифровки воздействия генетических вариантов на клетки

Image: Google’s AlphaGenome 2 zooms in on the cellular roots of disease · Source

Новая модель ИИ Google DeepMind, AlphaGenome 2, прогнозирует, как изменения ДНК влияют на определённые типы и состояния клеток, углубляя понимание причин заболеваний и помогая в разработке лекарств. Модель улучшена по сравнению с предшественником, используя данные более 100 миллионов клеточных профилей для детального генетического анализа.

Google DeepMind представила AlphaGenome 2 — сложную модель искусственного интеллекта, разработанную для интерпретации того, как генетические вариации влияют на различные типы и состояния человеческих клеток. Этот прорыв предоставляет исследователям беспрецедентные детальные знания о клеточных механизмах, лежащих в основе заболеваний, и потенциально способствует разработке новых лекарственных препаратов.

Хотя все человеческие клетки имеют одинаковую ДНК, различные типы клеток — в том числе сердечные мышцы, кожа или иммунные клетки — активируют разные гены в зависимости от своей функции и состояния. В результате один и тот же генетический вариант может оказывать разнообразное воздействие в зависимости от конкретного клеточного контекста, что усложняет связь генетики с заболеваниями.

AlphaGenome 2 решает эту задачу, прогнозируя эффекты вариантов на уровне отдельных типов клеток и их динамических состояний. Опираясь на оригинальную модель AlphaGenome, выпущенную в прошлом году, она обучалась на данных более чем 100 миллионов профилей отдельных клеток, полученных из 68 тканей. Этот обширный набор данных позволяет ИИ служить предсказательным инструментом, преобразующим статичные клеточные атласы — комплексные карты, каталогизирующие отдельные клетки — в практически применимые генетические инсайты.

DeepMind сообщает, что AlphaGenome 2 выявляет почти вдвое больше вариантов, влияющих на экспрессию генов, по сравнению с предыдущими моделями. Модель также способна обобщать прогнозы на новые типы или состояния клеток без дополнительного обучения и выявлять пробелы в существующих экспериментальных данных, направляя будущие лабораторные исследования.

По словам руководителя генетического направления DeepMind Жиги Авсеца, такой уровень специфичности важен для открытия лекарств, так как терапии часто нацелены на определённые белки в конкретных типах клеток. Научный сотрудник Адам Гайозо подчеркнул, что AlphaGenome 2 «связывает генетику человека с биологией клеток», позволяя учёным прослеживать влияние генетических вариантов на клеточную активность и их связь с заболеваниями.

Разработка AlphaGenome 2 стала возможной благодаря недавним достижениям в технологиях анализа отдельных клеток, которые захватывают индивидуальные клеточные состояния с высокой точностью, создавая богатые наборы данных, необходимые для обучения. DeepMind работает над расширением этих наборов данных, включая мало представленные клеточные состояния, и планирует будущие модели, обучаемые на данных нескольких видов, чтобы расширить биологическое понимание.

Хотя AlphaGenome 2 предлагает более подробный анализ, она требует больших вычислительных ресурсов и не предназначена для немедленной замены оригинальной AlphaGenome, которая по-прежнему используется для масштабных генетических исследований.

Начиная с сегодняшнего дня Google предоставляет доступ к AlphaGenome 2 для некоммерческих исследований через AlphaGenome API, а для коммерческого использования доступен ограниченный приватный превью. Этот релиз знаменует значительный шаг в использовании ИИ для раскрытия сложной генетики человеческих заболеваний, дополняя текущие усилия DeepMind и других организаций в области науки и медицины с поддержкой искусственного интеллекта.