Обнаружение коренных причин заболеваний является одной из величайших задач в области генной инженерии. С миллионами возможных мутаций и ограниченными экспериментальными данными, суть того, какие из них могут привести к заболеваниям, остается во многом загадкой. Эти знания крайне важны для более быстрой диагностики и разработки спасительных методов лечения.
Сегодня был представлен каталог мутаций с заменой аминокислот, который позволяет исследователям узнать больше о их возможном влиянии. Мутации подобного рода могут затрагивать функциональность человеческих белков, в некоторых случаях приводя к заболеваниям, таким как муковисцидоз, серповидно-клеточная анемия или рак.
Каталог AlphaMissense был разработан с использованием новой модели ИИ AlphaMissense, которая классифицирует мутации с заменой аминокислот. В статье, опубликованной в журнале Science, показано, что она классифицировала 89% всех 71 миллиона возможных мутаций как вероятно патогенные или вероятно доброкачественные. В то же время только 0.1% из них были подтверждены экспертами.
Инструменты ИИ, которые могут точно предсказывать влияние мутаций, обладают потенциалом ускорять исследования в областях от молекулярной биологии до клинической и статистической генетики. Эксперименты по выявлению мутаций, вызывающих заболевания, дорогостоящи и трудоемки – каждый белок уникален, и каждый эксперимент должен разрабатываться отдельно, что может занять месяцы. Используя предсказания ИИ, исследователи могут получить предварительные результаты для тысяч белков одновременно, что помогает приоритизировать ресурсы и ускорять более сложные исследования.
Все наши предсказания были сделаны доступными для коммерческого и исследовательского использования, а код модели AlphaMissense открыт для использования.
В среднем человек носит более 9000 мутаций с заменой аминокислот. Большинство из них доброкачественны и оказывают минимальное или нулевое воздействие, но некоторые из них могут серьезно нарушать функциональность белков. Эти мутации могут быть использованы при диагностике редких генетических заболеваний, где всего лишь несколько, а иногда и одна мутация может непосредственно вызвать заболевание.
Классификация мутаций с заменой аминокислот является важным шагом в понимании того, какие из этих изменений белка могут приводить к заболеваниям. Из более чем 4 миллионов зафиксированных мутаций в человеческой популяции только 2% были аннотированы экспертами как патогенные или доброкачественные. Остальные считаются ‘мутациями неизвестного значения’ из-за нехватки экспериментальных или клинических данных о их воздействии.
Мы надеемся, что AlphaMissense, наряду с другими инструментами, позволит исследователям лучше понимать заболевания и разрабатывать новые спасительные методы лечения.