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2026 年 1 月 29 日，谷歌 DeepMind 團(tuán)隊(duì)研發(fā)的 AI 基因組模型 AlphaGenome 登上頂級(jí)期刊《Nature》封面，這是繼 AlphaFold 之后，該團(tuán)隊(duì)又一重磅生命科學(xué)研究成果亮相國(guó)際頂刊。由 2024 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主、DeepMind CEO Demis Hassabis 帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，憑借這一模型實(shí)現(xiàn)了人類基因調(diào)控 “從序列到功能” 的統(tǒng)一建模，破解了基因組非編碼區(qū)解析的長(zhǎng)期難題。

人類基因組中約 98% 的非編碼區(qū)雖不產(chǎn)生蛋白質(zhì)，卻是基因調(diào)控的關(guān)鍵，其變異與疾病風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)，卻難以通過(guò)傳統(tǒng)手段解析。AlphaGenome 的核心突破，正是解決了這一生物學(xué)難題，同時(shí)打破了傳統(tǒng)模型在 “長(zhǎng)序列輸入” 與 “高分辨率預(yù)測(cè)” 之間的權(quán)衡困境。

該模型首次將輸入 DNA 序列長(zhǎng)度提升至 100 萬(wàn)堿基，且保持單堿基級(jí)預(yù)測(cè)精度，通過(guò) “預(yù)訓(xùn)練 + 蒸餾” 雙階段架構(gòu)，融合 Transformer 與 U-Net 結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)上下文范圍與細(xì)節(jié)精度的兼顧。在性能評(píng)估中，AlphaGenome 在 24 項(xiàng)基因組軌跡任務(wù)中 22 項(xiàng)超越當(dāng)前最佳模型，26 項(xiàng)變異效應(yīng)預(yù)測(cè)中 25 項(xiàng)達(dá)最優(yōu)水平。

作為首個(gè)基因調(diào)控統(tǒng)一建模 AI，AlphaGenome 可在單次推理中輸出 11 類模態(tài)、近 6000 項(xiàng)調(diào)控特征，一鍵推斷 RNA 表達(dá)、剪接結(jié)構(gòu)、染色質(zhì)可及性等關(guān)鍵信息，支持人類與小鼠數(shù)千種細(xì)胞和組織類型分析。研究團(tuán)隊(duì)還通過(guò)該模型成功還原了 TAL1 致癌突變的激活機(jī)制，驗(yàn)證了其在非編碼區(qū)變異解讀中的實(shí)際價(jià)值。

針對(duì)罕見(jiàn)病研究的核心痛點(diǎn)，AlphaGenome 升級(jí)了 RNA 剪接預(yù)測(cè)能力，首次引入剪接連接點(diǎn)直接建模，可精準(zhǔn)解析剪接異常機(jī)制，在脊髓性肌萎縮癥等罕見(jiàn)病相關(guān)的剪接效應(yīng)任務(wù)中，6 項(xiàng)取得當(dāng)前最優(yōu)成績(jī)，為罕見(jiàn)病致因定位提供了全新工具。

據(jù)悉，AlphaGenome 此前已向科研界開(kāi)放預(yù)覽 API，此次正式發(fā)表后，其通用型變異解讀能力將為罕見(jiàn)病診斷、新型治療靶點(diǎn)發(fā)掘、合成生物學(xué)設(shè)計(jì)提供強(qiáng)力支撐。繼 AlphaFold 解鎖蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)后，DeepMind 再次用 AI 打開(kāi)了人類 “生命之書(shū)” 的新章節(jié)，推動(dòng)生命科學(xué)研究邁入全新范式。