terravic/alphagenome-variant-visualization-skill

Habilidad de Visualización e Interpretación de Variantes AlphaGenome

Esta habilidad proporciona un flujo de trabajo automatizado para predecir, interpretar y presentar visualmente las consecuencias regulatorias funcionales de variantes genéticas humanas en 11 modalidades (RNA-seq, DNase-seq, ChIP-seq H3K27ac/H3K4me3/CTCF/TF, uso de sitios de splicing, uniones de splicing, CAGE, PRO-CAP).

Compila los hallazgos en informes de análisis estáticos y genera paneles de visualización interactivos HTML5 y WebGL autocontenidos (ui/alphagenome_dashboard.html).

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1. Flujo de Trabajo de Ejecución de la Habilidad

Siga este procedimiento de varios pasos al procesar consultas de variantes del usuario:

Paso 1: Resolución de Gen y Transcrito

Resuelva las coordenadas del gen objetivo, el identificador del transcrito canónico, la hebra y la estructura de exones:

python3 scripts/lookup_gene_info.py --gene <SÍMBOLO_DEL_GEN> --pretty
# O consulte por posición genómica:
python3 scripts/lookup_gene_info.py --coord <CROMOSOMA:POSICIÓN> --pretty

Paso 2: Resolución de Muestra Biológica y Ontología

Mapee el tejido objetivo, el contexto de enfermedad o el tipo celular a identificadores de ontología estándar (UBERON, CL, EFO):

python3 scripts/resolve_ontology_terms.py --term "<TEJIDO_O_TIPO_CELULAR>" --pretty

Paso 3: Interpretación del Splicing

Al evaluar variantes en sitios de splicing canónicos (donante +1/+2, aceptor -1/-2), potenciadores/silenciadores de splicing exónicos, o sitios crípticos intrónicos profundos:

python3 scripts/interpret_splicing.py --benchmark <CASO_DE_PRUEBA> --ascii
# O con JSON personalizado:
python3 scripts/interpret_splicing.py --input <DATA_JSON> --ascii

Paso 4: Mutagénesis In-Silico y Análisis de Motivos TF

Evalúe la importancia de la secuencia alrededor de la variante (+/-20pb), evalúe las interrupciones de motivos de matrices de peso posicional (PWM) (por ejemplo, CTCF, SP1, GATA1, TAL1, FOXA1) y calcule matrices de sustitución:

python3 scripts/analyze_ism.py --benchmark <CASO_DE_PRUEBA> --ascii
# O con secuencia explícita:
python3 scripts/analyze_ism.py --seq "<SECUENCIA_DE_40PB>" --pos 20 --ref <BASE_REF> --alt <BASE_ALT> --ascii

Paso 5: Señal Epigenómica y Perfilado de Pistas

Genere curvas de señal para RNA-seq, accesibilidad DNase, H3K27ac y H3K4me3:

python3 scripts/visualize_genome_tracks.py --benchmark <CASO_DE_PRUEBA> --output-plot tracks.png
python3 scripts/visualize_variant_effects.py --benchmark <CASO_DE_PRUEBA> --output-radar radar.png

Paso 6: Compilación del Panel Interactivo

Compile el conjunto de datos de análisis completo en el panel interactivo HTML5 independiente:

python3 scripts/generate_dashboard.py \
  --input tests/synthetic_benchmarks.json \
  --case <CASO_DE_PRUEBA> \
  --output ui/alphagenome_dashboard.html

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2. Casos de Prueba Sintéticos Estándar

La habilidad incluye cuatro casos de prueba totalmente sintéticos sin información de salud del paciente (PHI):

1. syn_COL6A2_skip:
   • Variante: chr21:46126238:G>C
   • Gen: COL6A2 (Disrupción del donante de splicing canónico 5' del exón 3)
   • Muestra biológica: Músculo Esquelético (UBERON:0001134)
   • Consecuencia: Omisión completa del exón 3 ($\Delta\Psi = -0.960$), consenso del donante de U1 abolido, -65% de pérdida de transcrito por degradación mediada por nonsense (NMD).
2. syn_TP53_promoter:
   • Variante: chr17:7675148:G>A
   • Gen: TP53 (Promotor central -85pb del TSS)
   • Muestra biológica: Hígado / Hepatocito (UBERON:0002107)
   • Consecuencia: Colapso de la cromatina abierta (-88% DNase), ablación del motivo CTCF/SP1, caída de expresión de ARN del -85%.
3. syn_HBA2_enhancer:
   • Variante: chr16:223500:T>G
   • Gen: HBA2 (Región reguladora intergénica distal +24kb)
   • Muestra biológica: Eritroblastos / K562 (CL:0000765)
   • Consecuencia: Creación de novo del potenciador GATA1/TAL1, aumento de la expresión de globina eritroide específica del +140%.
4. syn_ACTB_control:
   • Variante: chr7:5529776:C>T
   • Gen: ACTB (Variante sinonímica del exón 4)
   • Muestra biológica: Ubicuo / HepG2 (EFO:0001187)
   • Consecuencia: Control basal neutral, sin cambios en splicing o epigenéticos ($\Delta\Psi = 0.00$).

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3. Documentación de Referencia

Para conocer los estándares técnicos detallados y las especificaciones de esquemas, consulte los documentos de referencia:

• Referencia de la API de AlphaGenome: Definiciones de modalidades, indexación de coordenadas y esquemas JSON.
• Guía de Interpretación de Variantes: Umbrales estadísticos, reglas de decisión y lógica NMD.
• Plantillas de Informes: Formatos de informes estándar de investigación y clínicos.
• Guía del Panel: Especificaciones para los seis paneles interactivos del panel.

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4. Ejemplos de Prompts para Entornos de Agentes

Ejemplo de Prompt 1 (Análisis de Splicing)

"Analiza la variante chr21:46126238 G>C en COL6A2 en músculo esquelético. Cuantifica el impacto en el splicing, verifica si hay omisión de exón o degradación mediada por nonsense, y genera el panel visual interactivo."

Ejemplo de Prompt 2 (Disrupción del Promotor)

"Evalúa la consecuencia regulatoria de chr17:7675148 G>A ubicada en el promotor de TP53 en tejido hepático. Evalúa la pérdida de motivos de factores de transcripción, los cambios en la accesibilidad de la cromatina y genera el informe visual de múltiples pistas."

Ejemplo de Prompt 3 (Ganancia de Enhancer De Novo)

"Analiza la variante intergénica chr16:223500 T>G cerca de HBA2 en eritroblastos. Identifica si se crean motivos de factores de transcripción de novo y genera el panel de interfaz de usuario interactivo completo de 6 paneles."