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一口气算完90亿种DNA变化,谷歌用AI破解罕见病

一、核心内容快速总结

当地时间9月8日谷歌DeepMind发布了号称目前全球最全面的人类全基因组突变预测平台AlphaGenome Atlas:相当于把人类DNA所有90亿种可能的单字母突变的健康影响全部用AI提前算完,攒出了一个1PB的超大全景数据库,学术用户可以免费查询使用,后续将推出面向商业客户的云服务版本。这个工具直接解决了过去生物、医学研究找致病突变像大海捞针的核心痛点,目前已经在罕见病研究中跑出了实测效果,也是谷歌继AlphaFold拿诺奖之后,在AI驱动科研的新赛道落下的又一枚关键棋子。

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二、分点通俗解读

1. 这东西到底是什么?给30亿个DNA字母做的「全量导航地图」

咱们的DNA本质就是一本用A/T/C/G四个字母写的30亿字的生命说明书,随便哪个字母写错了就是突变,理论上整本书里能出现的单字母错漏总共90亿种。过去人类对绝大多数「字母写错」的后果两眼一抹黑,要靠实验室一个个做实验验证,90亿种突变全测完得花上百年,根本不可能完成。

这次谷歌直接用AI把这90亿种突变的影响全提前算完了,攒出的数据库大小有1PB——差不多能装下20万部高清电影,是之前爆火的AlphaFold蛋白质结构数据库的30多倍。就像普通地图只标了大家常去的景点,这个地图把地球上每一寸土地的海拔、路况、风险点全标清楚了,科研人员想查哪个DNA突变的影响,点一下就能出结果。

2. 直接把科研效率拉满:从「大海捞针」变成「直接找答案」

之前做罕见病研究的难度堪比中彩票:一个罕见病患者测完全基因组,能筛出几千个突变,真正导致生病的可能只有1、2个,科研人员要从几千个候选里挨个排查,花几个月甚至几年都找不到病因。

这次谷歌配套推出的AVI评分更是把省事做到了极致:直接把每个突变的危害程度压缩成1个数字,分数越高越危险,相当于给所有突变自动排好了优先级。目前已经有科学家实测:之前从几百万个突变里筛罕见病致病基因,靠这个评分直接把范围缩小到个位数;还有研究5万多人的基因和疾病关联的项目,原本526个候选突变直接砍到只剩4个,工作量直接减少99%,过去要花几年的研究现在几周就能做完。

3. 补上了人类最大的认知盲区:之前98%的「垃圾DNA」终于能看懂了

过去人类对自己的DNA说明书,能看懂的部分只有2%——就是专门负责生产蛋白质的编码区,剩下98%的区域之前被误以为是没用的「垃圾DNA」,后来才发现这部分是管「基因开关」的,负责指挥什么时候生产蛋白质、生产多少,大量罕见病、慢性病甚至癌症的根源都是这部分的突变,但之前没有工具能分析这部分的影响。

这次的新平台把两个AI模型的能力完全打通了:一个专门管2%的编码区突变影响,另一个专门管98%的非编码区的调控影响,等于第一次把整个人类基因组的所有区域的突变影响全覆盖了,相当于把之前占说明书98%的无字天书,第一次翻译成了普通人也能按图索骥的大白话。

4. 谷歌的生意算盘:用免费工具绑定一个千亿级的新赛道

现在这个平台对学术用户免费开放,看起来是做公益,实则谷歌下的是一盘大棋:之前AlphaFold已经把全球几乎所有结构生物实验室、药企的新药研发部门都变成了谷歌的用户,现在这个全基因组图谱出来之后,后续不管是做基因测序、新药研发、遗传病诊断,都需要调用这个1PB的超大数据库做运算,普通中小机构根本存不下、跑不动这么大的数据,最后自然会选择付费用谷歌云的商业版服务。

相当于谷歌靠两个AI工具,直接把自己变成了全球生物科研、医药研发的「水电煤」供应商,这个市场的规模是千亿美元级别的,比传统互联网广告的增长空间大得多。

5. 普通人很快就能享受到红利:罕见病有药、产检更准都靠它

很多人觉得这个科研工具离自己很远,其实它的落地速度会比大家想的快很多:现在全球有7000多种罕见病,90%都没有对症药,核心卡壳的地方就是找不到明确的致病突变,现在找突变的效率提升上百倍,新药研发的周期会直接砍半,成本大降,未来几年会有大量之前无药可治的罕见病迎来特效药;另外以后的产前基因筛查,直接就能靠这个图谱预判所有胎儿基因突变的健康风险,避免更多遗传病患儿出生;甚至未来的癌症早筛、慢性病风险预判,都会因为这个工具的普及变得更便宜、更准确。