Was passiert im Körper, wenn sich einzelne Buchstaben unserer DNA verändern? Genau diese Frage möchte Google Deepmind mit seinem neuen KI-Modell Alphagenome beantworten – und bringt damit frischen Schwung in die Genforschung.
Ein neuer Blick auf genetische Veränderungen
Mit Alphagenome präsentiert Deepmind ein KI-System, das gezielt analysieren kann, wie minimale Änderungen in unserem Erbgut molekulare Prozesse beeinflussen. Es geht etwa darum, ob bestimmte Gene häufiger aktiviert werden oder ob sie eher „stummgeschaltet“ bleiben. Für Forscherinnen und Forscher sind das zentrale Fragen, die bisher nur im Labor mühsam beantwortet werden konnten.
Laut Deepmind-Forschungschef Pushmeet Kohli vereint Alphagenome erstmals verschiedenste Herausforderungen rund um das Verständnis des Genoms in einem einzigen Modell. Es ist der nächste große Schritt nach Alphafold – jenem KI-Tool zur 3D-Strukturvorhersage von Proteinen, das 2023 sogar mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurde.
Vom Labor an den Bildschirm
Das neue Modell eröffnet Möglichkeiten, Laborexperimente künftig virtuell am Computer durchzuführen. Das spart nicht nur Zeit, sondern eröffnet neue Perspektiven – etwa beim Screening tausender Genvarianten aus Spenderdaten. Forscher wie Caleb Lareau vom Sloan Kettering Cancer Center halten Alphagenome bereits jetzt für das leistungsstärkste Modell seiner Art.
Wichtig: Für nicht-kommerzielle Nutzungen bleibt Alphagenome kostenfrei, zudem will Google alle Details des Systems offenlegen. Für kommerzielle Akteure wie Biotech-Firmen werden derzeit Lizenzierungsoptionen geprüft.
Was bringt das konkret für die Forschung und Medizin?
Gerade bei seltenen Krebserkrankungen oder genetischen Krankheiten, deren Ursachen noch im Dunkeln liegen, könnte Alphagenome neue Erkenntnisse liefern. Die Deepmind-KI hilft herauszufinden, welche Mutationen tatsächlich eine Rolle spielen – ein echter Fortschritt für die gezielte Diagnose.
Auch wenn das System nicht für individuelle Genomanalysen gedacht ist, legt es eine wichtige Grundlage für personalisierte Medizin. Möglich wird das durch seine Transformer-Architektur – bekannt aus Sprachmodellen wie GPT-4 – und ein Training auf riesigen Mengen experimenteller Daten.
Ein Schritt näher an virtuelle Labore
Langfristig träumen Forschende wie Demis Hassabis, CEO von Deepmind, davon, sogar ganze Zellen virtuell zu simulieren. Alphagenome bringt uns diesem Ziel ein großes Stück näher. Es hilft dabei, die „Sprache“ der DNA besser zu verstehen – und könnte damit eines Tages den Weg für ganz neue Therapien und Medikamente ebnen.