Science：使用AI模型预测哪些启动子突变会改变基因表达

来源：生物世界 2025-08-12 09:40

在人类基因组中，基因的转录始于启动子（Promoter），这一核心序列元件整合来自基因组近端和远端区域的信息，以精确调控基因表达。启动子中的破坏性突变会导致基因表达发生重大改变，但由于难以区分有害突变和良性突变，其对人类健康和疾病的影响，我们目前仍知之甚少。

在大规模功能基因组学数据集上训练的人工智能（AI）模型有可能学习转录和表观遗传程序背后的调控 语法 。将遗传突变与功能后果相联系的适当训练数据集对于实现准确的突变效应预测至关重要。

近日，因美纳（Illumina）公司的研究人员在国际顶尖学术期刊Science上发表了题为：Predicting expression-altering promoter mutations with deep learning的研究论文。

该研究开发了一款名为PromoterAI的人工智能（AI）模型，其能够准确识别会扰乱基因表达的非编码的启动子突变，结果显示，那些预测会改变基因表达的启动子突变在数千名个体的 RNA 和蛋白质水平上产生了异常表达，并且这些突变在人类群体中经历了强烈的负选择。研究团队观察到，患者的临床相关基因中此类突变显著富集，并通过报告基因实验验证了其功能影响。研究团队进一步估计，启动子突变占罕见病相关遗传负担的 6%。