Google DeepMindは、ヒトゲノムに存在し得るほぼ全ての一塩基変異（約90億件の1文字置換）について分子影響を事前計算したカタログ「AlphaGenome Atlas」を公開した。同時に、変異の影響度を1つの数値で順位付けする「AlphaGenome Variant Impact（AVI）スコア」、変異ごとの特徴属性、ゲノム全体を対象としたDNAモチーフ集も導入されている。このリソースは、学術利用向けの無料Webポータル、AlphaGenome API、Google Antigravityのスキルとして提供される。
現時点での導入状況は「部分的」だ。AtlasはポータルとAPIを通じて非営利研究向けに今日から検索できる。Google Cloudでの商用アクセスは「近日公開」とされている。基盤となるAlphaGenomeモデルは、学術利用はGitHubで、商用利用はGoogle CloudのModel Gardenで公開済みである。
AlphaGenomeは2025年6月に公開されたモデルで、DNA変異が遺伝子発現やRNAスプライシングなどの分子プロセスをどう変えるかを予測する。これまでは一度に1変異または1領域を扱う使い方が中心だったが、Atlasはその作業単位を変える。DeepMindチームはAlphaGenomeを約90億の一塩基変異全てに適用し、その出力を保存した。データセットは1ペタバイトに達し、2億件超のタンパク質構造予測を収めるAlphaFold Databaseの30倍以上の規模となる。
90億もの変異を実験室で検証するのは現実的ではなく、大規模モデルを候補変異ごとにオンデマンド実行するのもゲノム規模の研究には時間がかかりすぎる。あらかじめ計算された参照テーブルと解釈情報を組み合わせることで、Atlasは両方のボトルネックを取り除く。
Atlasには4つの連携リソースが含まれる。1つ目は分子影響予測で、各変異について、ヒトとマウスの多数の細胞種・組織における遺伝子制御の様々な側面をカバーする数千件の予測が格納されている。2つ目はAVIスコアだ。AlphaGenomeの制御予測と、タンパク質を変化させる変異を扱うDeepMindのAlphaMissenseを組み合わせることで、ゲノムの約2%を占めるコード領域と、残り98%の非コード領域の両方で機能する。3つ目はAVIの特徴属性で、各スコアはクロマチンのアクセシビリティ、スプライシング、保存性などの解釈可能なカテゴリに分解されるため、研究者は変異がどのプロセスを乱すと予測されるかを確認できる。4つ目はDNA配列モチーフで、転写因子結合部位を含む2,500以上の反復性の短い配列を、ゲノム上の位置とともに収録している。
DeepMindチームによると、AVIスコアは多くの変異病原性・希少疾患ベンチマークで最高水準の性能を示しており、詳細はテクニカルレポートに記載されている。Webページ上の説明用デモでは、DNAの文字をクリックして置換すると、Atlasが何を返すかを確認できる。
公開に先立ち、3つの研究グループがAtlasを試験利用している。希少疾患の分野では、Broad研究所のLaura Covill氏とAnne O'Donnell-Luria氏がGREGoRコンソーシアムと協力し、従来の解析で見落とされていた変異をAVIスコアで再優先化した。その結果、てんかん性脳症と強く関連するDNM1遺伝子の変異が浮上した。AlphaGenomeの予測は、この変異が誤ったスプライス部位を生み出し、タンパク質を異常に延長させることを示しており、実験的スクリーニングでも裏付けられた。さらに、周囲にも同様の影響を持つ変異が見つかっている。
集団遺伝学では、エクセター大学の医学研究会議フェローであるGareth Hawkes氏が、英UKバイオバンクの5万4,000人超の全ゲノムデータにAtlasを適用した。希少変異を予測された分子効果ごとにグループ化すると、非コード領域の関連が通常検出可能な数より22%多く見つかり、PLA2G7やEGLN1などの循環タンパク質レベルを左右する制御変異を特定できた。さらに、Atlasが最も影響が大きいと評価する非コード変異の上位1%に絞り込むと、肥満関連の指標であるBMIと関連する19のゲノム領域が特定された。
制御の文法（レギュラトリーグラマー）の研究では、Stowers医学研究所のJulia Zeitlinger氏とMelanie Weilert氏がモチーフリソースを活用し、DNAのアクセシビリティだけを変える転写因子と、遺伝子をオン/オフにする転写因子を区別した。
AlphaGenome Atlasは、学術用途には現在、ポータルとAPIで無料提供されている。Google Cloudでの商用アクセスは今後提供予定で、臨床用途を目的としたものではない。