新AI模型成功預(yù)測有害基因突變 每日訊息
(資料圖片僅供參考)
科技日?qǐng)?bào)北京9月20日電 (記者劉霞)英國“深度思維”(DeepMind)公司的人工智能工具“阿爾法錯(cuò)義”(AlphaMissense)已對(duì)2萬種人類蛋白質(zhì)中的7100萬種可能的錯(cuò)義突變進(jìn)行了檢測，通過找出哪些小突變可能具有破壞性，來幫助醫(yī)生確定導(dǎo)致遺傳疾病的“罪魁禍?zhǔn)?rdquo;。相關(guān)論文刊發(fā)于最新一期《科學(xué)》雜志。
幾乎每個(gè)人出生時(shí)都攜帶有50—100個(gè)父母沒有的突變，這導(dǎo)致了個(gè)體之間巨大的基因差異。對(duì)醫(yī)生來說，對(duì)某個(gè)病人的基因組進(jìn)行測序以找出病因極具挑戰(zhàn)性，因?yàn)榭赡苡谐汕先f個(gè)突變與這種疾病有關(guān)。“阿爾法錯(cuò)義”應(yīng)運(yùn)而生，旨在預(yù)測這些基因突變是否有害。
由于堿基置換，與某一氨基酸相對(duì)應(yīng)的密碼子變成其他氨基酸的密碼子，其結(jié)果使合成的蛋白質(zhì)的活性發(fā)生變化或失去活性，這樣的突變稱為錯(cuò)義突變。每人體內(nèi)平均攜帶約9000個(gè)錯(cuò)義突變，但在所有可能發(fā)生的7100萬個(gè)錯(cuò)義突變中，科學(xué)家只確定了其中0.1%的錯(cuò)義突變的影響。
“阿爾法錯(cuò)義”并非要厘清錯(cuò)義突變?nèi)绾胃淖兊鞍踪|(zhì)的結(jié)構(gòu)或穩(wěn)定性，以及與其他蛋白質(zhì)之間的相互作用。相反，它會(huì)將每種可能的突變蛋白質(zhì)的序列與“阿爾法折疊”(AlphaFold)訓(xùn)練過的蛋白質(zhì)的序列進(jìn)行比較，查看它看起來是否“自然”，看起來“不自然”的蛋白質(zhì)會(huì)被評(píng)為潛在有害。
在對(duì)已知突變開展測試時(shí)，“阿爾法錯(cuò)義”的表現(xiàn)優(yōu)于其他方法。研究人員評(píng)論道，“阿爾法錯(cuò)義”在幾項(xiàng)不同的性能測試中“表現(xiàn)優(yōu)異”，將有助于科學(xué)家確定哪些致病突變應(yīng)優(yōu)先研究。不過，錯(cuò)義突變只是眾多不同突變中的一種。DNA片段也可以被添加、刪除、復(fù)制、翻轉(zhuǎn)等。此外，許多致病突變不會(huì)改變蛋白質(zhì)，而是出現(xiàn)在參與調(diào)節(jié)基因活性的序列附近，在確定病因時(shí)也需要考慮這些因素。
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