슬롯 사이트 인공 지능 모델로 희귀 질병 진단 속도를 높일 수 있음

"우리의 목표는 질병 심각도에 따라 변종의 순위를 매기는 슬롯 사이트을 개발하여 사람의 게놈에 대해 우선순위화되고 임상적으로 의미 있는 관점을 제공하는 것이었습니다."라고 공동 선임 저자는 말했습니다.데보라 마크스, HMS Blavatnik 연구소 시스템 생물학 교수.

팀은 popEVE가 임상의가 단일 변이 유전 질환, 특히 희귀 질환을 더 빠르고 정확하게 진단하는 데 도움이 되기를 바랍니다. 이 모델은 유전적 질환에 대한 슬롯 사이트 약물 표적을 식별하는 데에도 사용될 수 있습니다.

이 도구는 HMS 커뮤니티 전체의 노력을 보완합니다.연구 수행, AI 도구 구축및전국적인 협력에 참여희귀질환의 진단 및 치료를 개선합니다.

EVE를 슬롯 사이트로 전환

게놈 서열 분석에 대한 접근성이 높아짐에 따라 의사는 환자의 유전적 변이에 대한 더 많은 양의 정보에 접근할 수 있게 되었습니다.

그러나 질병과의 연관성이 제대로 이해되지 않은 변종의 경우, 환자의 상태를 담당하는 변종을 식별하는 것은 시간이 많이 걸리고 비효율적이며 때로는 성과가 없는 경향이 있습니다. 그 결과, 희귀하거나 독특한 유전 질환을 앓고 있는 많은 환자들이 수년간 진단되지 않은 상태로 남아 있습니다.

몇 년 전, Marks Lab은 다음을 개발했습니다.EVE라는 생성 AI 슬롯 사이트다양한 종의 깊은 진화 정보를 사용하여 생물학에서 고도로 보존된 돌연변이 패턴을 학습합니다. 그러면 EVE는 인간 유전자의 변이가 단백질 기능에 어떤 영향을 미치는지 예측할 수 있습니다.

그러나 EVE는 서로 다른 인간 유전자의 변종을 쉽게 비교하여 건강에 가장 문제가 될 수 있는 것이 무엇인지 판단할 수 없었습니다. 최근 몇 년 동안 등장한 다른 변형 예측 슬롯 사이트도 마찬가지라고 연구진은 말했습니다.

팀은 유전자 전체의 변이를 비교하는 더 나은 방법을 찾는 것이 임상의가 환자를 진단하고 치료할 때 연구에서 우선순위를 정할 변이를 선택하는 데 도움이 될 수 있다고 믿었습니다.로즈 오렌부흐, Marks Lab의 연구원이자 새 논문의 주요 저자입니다.

popEVE를 만들기 위해 연구원들은 EVE에 두 가지 구성 요소를 추가했습니다. 즉, 단백질을 구성하는 아미노산 서열로부터 학습하는 대규모 언어 단백질 슬롯 사이트과 자연적인 유전적 변이를 포착하는 인간 인구 데이터입니다. 이를 통해 그들은 각 변이에 대해 생성된 점수를 유전자 전체에서 비교할 수 있도록 슬롯 사이트을 보정할 수 있었습니다.

슬롯 사이트는 종 간 정보와 종 내 정보를 결합하기 때문에 변이가 단백질 기능에 얼마나 영향을 미치는지 뿐만 아니라 인간 생리학에 대한 해당 변이의 중요성도 드러낸다고 Marks는 설명했습니다.

슬롯 사이트의 속도를 높이다

연구원들이 문서화된 변형 및 사례 연구에서 슬롯 사이트를 테스트했을 때 성공적으로 발견되었습니다.

• 병원성 변종과 양성 변종을 구별합니다.
• 심각한 발달 장애가 있는 환자의 건강한 통제를 식별합니다.
• 변종이 유년기 또는 성인기에 사망을 초래할 가능성이 있는지 결정했습니다.
• 부모의 유전 정보 없이도 변형이 유전되었는지 또는 무작위로 발생했는지 평가했습니다.

중요한 점은, 슬롯 사이트이 과소대표된 유전적 배경을 가진 사람들의 성적이 더 나빠서 조상 편견을 나타내지 않았으며 병원성 변종의 유병률을 과도하게 예측하지 않았다는 것입니다.

그런 다음 연구원들은 아직 진단을 받지 못한 심각한 발달 장애가 있는 약 30,000명의 환자 집단에 슬롯 사이트를 적용했습니다.

"이 질병은 유전적이며 심각도에 따라 단일 변종에 의해 발생한다고 가정했지만 변종은 발견되지 않았습니다." Orenbuch가 말했습니다.

분석 결과 약 1/3의 사례에서 진단이 이루어졌습니다.

아마도 가장 주목할만한 점은 이 슬롯 사이트이 이전에 확인되지 않았던 발달 장애와 관련된 123개 유전자의 변종을 식별했다는 것입니다. 이는 본질적으로 장애의 유전적 원인을 찾아내는 것입니다. 실제로 이러한 유전자 중 25개는 다른 연구실의 연구를 통해 독립적으로 이 장애를 일으키는 것으로 확인되었습니다.

슬롯 사이트를 병원으로 이전

마크와 동료들은 이제 임상의와 연구자가 실제 세계에서 사용하고 검증할 수 있도록 슬롯 사이트를 만들기 위해 노력하고 있습니다.

과학자들은 할 수 있습니다슬롯 사이트에 액세스온라인 포털을 통해.

이 팀은 또한 보스턴 아동 병원의 아동 희귀 질환 협동조합, 필라델피아 아동 병원의 인간 유전학 부서, Wellcome Sanger Institute와 협력하여 Genomics England를 포함한 조직과 협력하고 있습니다.

Marks는 스페인 바르셀로나에 있는 Centro Nacional de Análisis Genómico의 임상의 연구원이 슬롯 사이트를 사용하여 환자의 변이를 해석했다고 보고합니다. 이 정보는 그가 여러 희귀 질환 진단을 내리는 데 도움이 되었습니다.

"저는 유전 질환을 더 빠르게 진단하려는 일상적인 파이프라인에서 슬롯 사이트가 유용해지는 데 한 걸음 더 가까워진 것 같습니다."라고 Orenbuch는 말했습니다.

그녀는 특히 표준 방법을 통해 진단을 받을 수 없는 환자를 위한 슬롯 사이트의 잠재력에 대해 매우 기대하고 있다고 덧붙였습니다.

“이것은 알려진 질병 유전자 외부에서 살펴봐야 하는 경우이며 슬롯 사이트는 이미 많은 유전자 후보를 찾았습니다.”라고 그녀가 말했습니다.

팀은 popEVE가 임상에서 널리 채택되기 전에 안전성과 정확성을 보장하기 위해 추가 검증이 필요하지만 결국 유전자 진단을 위한 컴퓨터 슬롯 사이트 사용에 대한 임상의의 자신감을 높일 수 있기를 희망한다고 언급했습니다.

또한 연구원들은 슬롯 사이트 점수를 다음과 같은 기존 변종 및 단백질 데이터베이스에 통합하고 있습니다.ProtVar그리고유니프롯, 이를 통해 전 세계 과학자들은 이 슬롯 사이트을 사용하여 유전자 전체의 변이체를 비교할 수 있습니다.

연구자들은 희귀하거나 복잡한 질병의 유전적 기원을 정확히 찾아냄으로써 popEVE가 약물 개발을 위한 슬롯 사이트 표적과 길을 식별할 수도 있다고 지적했습니다.

"예측된 질병 심각도를 기반으로 변이의 우선순위를 정하면 진단 확률이 향상되고 궁극적으로 더 나은 치료 및 약물 발견의 길을 열게 될 것이라고 Marks는 말했습니다.

납세자의 지원을 받고 인류를 위해 수행되는 하버드 의과대학의 연방 자금 지원 연구의 미래는 여전히 불확실합니다.자세히 알아보기.