Фото: Ars Technica
Большая часть некодирующей ДНК считается генетическим «мусором». В нее входят следы древних вирусных инфекций, молекулярные паразиты и гены, утратившие активность из-за мутаций. Определить, какие участки действительно выполняют полезные функции, остается сложной задачей для биологов.
Белки, взаимодействующие с ДНК, не всегда распознают строго определенные последовательности. Они могут случайно связываться с разными участками генома и сохранять активность даже при наличии мутаций. Кроме того, набор таких белков зависит от типа клеток: он различается в печени, нервной системе и иммунных клетках.
В ряде случаев значение имеет не отдельный участок связывания, а большое количество подобных зон, расположенных рядом. Ранее ученые использовали специальные программы для поиска отдельных функционально важных фрагментов некодирующей ДНК. Google разработала систему искусственного интеллекта AlphaGenome, которая оценивает возможные функции таких последовательностей.
Как уточняет Ars Technica, система анализирует экспрессию генов, запуск транскрипции, доступность хроматина, модификации гистонов, связывание факторов транскрипции, контакты между участками хроматина, а также особенности работы участков, связанных с вырезанием фрагментов РНК.
Пока AlphaGenome работает только с последовательностями человека и мышей. Кроме того, систему обучали на ограниченном числе типов клеток, которые изучены наиболее подробно. Несмотря на это, инструмент может помочь исследователям оценить значение изменений в некодирующих областях генов и предположить причины их влияния.
По точности прогнозов AlphaGenome в целом не уступает специализированным программам, а в некоторых случаях превосходит их. Это позволяет использовать систему как дополнительный инструмент при изучении генетических изменений.