terravic/alphagenome-variant-visualization-skill

Compétence de Visualisation et Interprétation des Variants AlphaGenome

Cette compétence fournit un pipeline automatisé pour prédire, interpréter et présenter visuellement les conséquences régulatrices fonctionnelles de variants génétiques humains sur 11 modalités (RNA-seq, DNase-seq, ChIP-seq H3K27ac/H3K4me3/CTCF/TF, utilisation des sites d'épissage, jonctions d'épissage, CAGE, PRO-CAP).

Elle compile les résultats en rapports d'analyse statiques et génère des tableaux de bord visuels interactifs autonomes HTML5 et WebGL (ui/alphagenome_dashboard.html).

---

1. Flux d'Exécution de la Compétence

Suivez cette procédure en plusieurs étapes lors du traitement des requêtes de variants utilisateur :

Étape 1 : Résolution du Gène et du Transcript

Résoudre les coordonnées du gène cible, l'identifiant du transcript canonique, le brin et la structure des exons :

python3 scripts/lookup_gene_info.py --gene <SYMBOLE_GENE> --pretty
# Ou interroger par position génomique :
python3 scripts/lookup_gene_info.py --coord <CHROM:POS> --pretty

Étape 2 : Résolution des Biospecimens et des Ontologies

Mapper le tissu cible, le contexte pathologique ou le type cellulaire sur des identifiants d'ontologie standard (UBERON, CL, EFO) :

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

Étape 3 : Interprétation de l'Épissage

Lors de l'évaluation de variants dans les sites d'épissage canoniques (donneur +1/+2, accepteur -1/-2), les activateurs/silenceurs d'épissage exoniques ou les sites cryptiques introniques profonds :

python3 scripts/interpret_splicing.py --benchmark <CAS_BENCHMARK> --ascii
# Ou avec JSON personnalisé :
python3 scripts/interpret_splicing.py --input <DONNEES_JSON> --ascii

Étape 4 : Mutagenèse In Silico et Analyse des Motifs TF

Évaluer l'importance de la séquence autour du variant (+/-20 pb), évaluer les perturbations des motifs de matrice de poids (PWM) (par ex. CTCF, SP1, GATA1, TAL1, FOXA1) et calculer les matrices de substitution :

python3 scripts/analyze_ism.py --benchmark <CAS_BENCHMARK> --ascii
# Ou avec séquence explicite :
python3 scripts/analyze_ism.py --seq "<SEQUENCE_40PB>" --pos 20 --ref <BASE_REF> --alt <BASE_ALT> --ascii

Étape 5 : Profilage des Signaux Épigénomiques et des Pistes

Générer des courbes de signal pour RNA-seq, l'accessibilité DNase, H3K27ac et H3K4me3 :

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

Étape 6 : Compilation du Tableau de Bord Interactif

Compiler l'ensemble de données d'analyse complet dans le tableau de bord HTML5 interactif autonome :

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

---

2. Cas de Test Synthétiques Standard

La compétence comprend quatre cas de test entièrement synthétiques sans aucune information de santé patient (PHI) :

1. syn_COL6A2_skip :
   • Variant : chr21:46126238:G>C
   • Gène : COL6A2 (Exon 3, disruption canonique du site donneur d'épissage 5')
   • Biospecimen : Muscle squelettique (UBERON:0001134)
   • Conséquence : Saut complet de l'exon 3 ($\Delta\Psi = -0.960$), consensus du donneur d'épissage U1 aboli, perte de -65% du transcript par dégradation non-sens (NMD).
2. syn_TP53_promoter :
   • Variant : chr17:7675148:G>A
   • Gène : TP53 (Promoteur central -85 pb du TSS)
   • Biospecimen : Foie / Hépatocyte (UBERON:0002107)
   • Conséquence : Effondrement de la chromatine ouverte (-88% DNase), ablation des motifs CTCF/SP1, baisse de -85% de l'expression ARN.
3. syn_HBA2_enhancer :
   • Variant : chr16:223500:T>G
   • Gène : HBA2 (Région régulatrice intergénique distale +24 kb)
   • Biospecimen : Érythroblastes / K562 (CL:0000765)
   • Conséquence : Création de novo d'un enhancer GATA1/TAL1, augmentation de +140% de l'expression érythroïde de la globine.
4. syn_ACTB_control :
   • Variant : chr7:5529776:C>T
   • Gène : ACTB (Exon 4, variant synonyme)
   • Biospecimen : Ubiquitaire / HepG2 (EFO:0001187)
   • Conséquence : Contrôle neutre de référence, aucun changement d'épissage ou épigénétique ($\Delta\Psi = 0.00$).

---

3. Documentation de Référence

Pour les spécifications techniques détaillées et les schémas de données, consultez les documents de référence :

• Référence de l'API AlphaGenome : Définitions des modalités, indexation des coordonnées et schémas JSON.
• Guide d'Interprétation des Variants : Seuils statistiques, règles de décision et logique NMD.
• Modèles de Rapports : Formats de rapports de recherche et cliniques standard.
• Guide du Tableau de Bord : Spécifications des six panneaux interactifs du tableau de bord.

---

4. Exemples de Prompts pour les Harnais d'Agent

Exemple de Prompt 1 (Analyse d'Épissage)

"Analysez le variant chr21:46126238 G>C dans COL6A2 dans le muscle squelettique. Quantifiez l'impact sur l'épissage, vérifiez le saut d'exon ou la dégradation non-sens, et générez le tableau de bord visuel interactif."

Exemple de Prompt 2 (Disruption du Promoteur)

"Évaluez la conséquence régulatrice de chr17:7675148 G>A situé dans le promoteur de TP53 dans le tissu hépatique. Évaluez la perte de motifs de facteurs de transcription, les changements d'accessibilité de la chromatine, et produisez le rapport visuel multi-pistes."

Exemple de Prompt 3 (Gain d'Enhancer De Novo)

"Analysez le variant intergénique chr16:223500 T>G près de HBA2 dans les érythroblastes. Identifiez si des motifs de facteurs de transcription de novo sont créés et générez le tableau de bord UI interactif complet à 6 panneaux."