DeepMind hat mit AlphaGenome ein neues KI-Modell vorgestellt, das die Genregulation durchleuchtet und damit einen bedeutenden Fortschritt in der Genomforschung markiert. AlphaGenome ist in der Lage, lange DNA-Sequenzen mit höchster Auflösung zu analysieren und kombiniert multiple Vorhersageaufgaben in einem Modell. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die Forschung zur Genregulation und könnte langfristig auch die Entwicklung neuer Therapien unterstützen.

AlphaGenome baut auf den Erfolgen von AlphaFold auf, das die 3D-Struktur von Proteinen vorhersagen kann und 2024 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurde. Während AlphaFold sich auf die Proteinfaltung konzentriert, zielt AlphaGenome darauf ab, die Auswirkungen von DNA-Mutationen auf die Genexpression zu verstehen. Dies umfasst die Vorhersage, wie sich kleine Änderungen in der DNA auf molekulare Prozesse wie die Genaktivität auswirken. Laut DeepMind wird AlphaGenome kostenlos für nicht-kommerzielle Nutzer zur Verfügung stehen, während kommerzielle Anwendungen noch erforscht werden.

Ein herausragendes Merkmal von AlphaGenome ist seine Fähigkeit, extrem lange DNA-Sequenzen von bis zu einer Million Basenpaaren zu analysieren und dabei Tausende molekularer Eigenschaften vorherzusagen. Dazu gehören unter anderem die Start- und Endpunkte von Genen, RNA-Spleißstellen und die Anzahl der produzierten Proteine. Diese umfassende Analyse ermöglicht es Forschern, die Genregulation in verschiedenen Zelltypen und Geweben besser zu verstehen.

Die Entwicklung von AlphaGenome wurde durch die Nutzung großer wissenschaftlicher Datensätze aus öffentlichen Konsortien wie ENCODE und GTEx unterstützt. Diese Datenbasis ermöglicht es dem Modell, präzise Vorhersagen über die Auswirkungen genetischer Varianten zu treffen. Forscher wie Caleb Lareau vom Memorial Sloan Kettering Cancer Center, der frühzeitig Zugang zu AlphaGenome hatte, betonen die Bedeutung dieses Werkzeugs für die virtuelle Durchführung von Experimenten, die sonst zeitaufwändige Laborarbeit erfordern würden.

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