DeepMind zeigt AlphaGenome 2: Zellwirkung von Genvarianten

Google DeepMind hat am 11. November 2025 AlphaGenome 2 vorgestellt, ein Modell zur Vorhersage der Wirkung genetischer Varianten auf die Genaktivität in verschiedenen Zelltypen und Zellzuständen. Die neue Version baut auf AlphaGenome und dem bereits veröffentlichten Atlas mit Berechnungen zu rund 9,0 Milliarden möglichen Einzelbuchstabenvarianten im menschlichen Genom auf. Ziel ist es, für die Krankheitsforschung nicht nur zu beantworten, wo eine Variante im Genom liegt, sondern in welcher Zellart sie ihre biologische Wirkung entfaltet. Der Kern der Weiterentwicklung liegt in der Einbeziehung von Einzelzelldaten. Das Training basiert den Angaben zufolge auf mehr als 107 Millionen Zellen aus Mensch und Maus und deckt 68 Gewebe ab. Nutzerinnen und Nutzer können neben der DNA-Sequenz optional Gewebe, Zelltyp oder Zellzustand angeben, damit die Vorhersage entsprechend angepasst wird. AlphaGenome 2 berechnet Genexpression, Chromatinoffenheit, Histonmodifikationen und neu auch DNA-Methylierung, eine chemische Modifikation, die Genaktivität beeinflusst. In einem Test mit 28 primären Immunzelltypen erkannte AlphaGenome 2 etwa 30 Prozent der relevanten kausalen Varianten. Das erste, auf Einzelzelldaten fein abgestimmte Modell kam auf 16 Prozent. Bei der Frage, ob eine Variante die Genexpression stärkt oder schwächt, lag der Wert bei 43 Prozent gegenüber 23 Prozent. Das Modell kann zudem mit vom Forschungsprojekt gelieferten Einzelzelldaten kalibriert werden, um auch unbekannte Zellzustände zu analysieren, etwa ruhende und durch eine mRNA-Impfung aktivierte T-Zellen. Praktische Bedeutung zeigt sich an einer früheren Studie zum entzündlichen Darmerkrankungen-Bereich von James Lee vom Francis Crick Institute. Dort war ein Variante-Signal in einer sogenannten Genwüste mit übermäßiger Aktivität des Gens ETS2 in Darm-Makrophagen verbunden worden. DeepMind führte diese Analyse rückblickend mit AlphaGenome 2 durch und erhielt innerhalb von etwa 30 Minuten ein Ergebnis, das zu der zuvor etwa eineinhalb Jahre dauernden experimentellen Aufklärung passte. Lee hob hervor, dass die Zelltyp-Spezifikation eine wichtige Lücke früherer Modelle schließt, betonte aber zugleich, dass es sich um eine Validierung unter Rückgriff auf bestehende Befunde handelte. AlphaGenome 2 ist über die AlphaGenome-API für nichtkommerzielle Forschung verfügbar, kommerzielle Nutzung befindet sich in einer privaten Vorschau. DeepMind sieht das Modell als Werkzeug, das zusammen mit AlphaGenome Atlas und AlphaFold den Suche-Raum für Krankheitsmechanismen verengt. Die Vorhersagen bedürfen jedoch weiterhin experimenteller Bestätigung und sind nicht für klinische oder diagnostische Anwendungen zugelassen.