AlphaGenome 변이 시각화 및 해석 스킬
이 스킬은 11가지 모달리티(RNA-seq, DNase-seq, ChIP-seq H3K27ac/H3K4me3/CTCF/TF, 스플라이싱 부위 사용, 스플라이싱 접합, CAGE, PRO-CAP)에 걸쳐 인간 유전 변이의 기능적 조절 결과를 예측, 해석 및 시각적으로 제시하는 자동화된 워크플로우를 제공합니다.
분석 결과를 정적 분석 보고서로 컴파일하고, 독립적인 대화형 HTML5 및 WebGL 시각 대시보드(ui/alphagenome_dashboard.html)를 생성합니다.
1. 스킬 실행 워크플로우
사용자 변이 쿼리를 처리할 때 다음 다단계 절차를 따르세요:
1단계: 유전자 및 전사체 해석
대상 유전자 좌표, 표준 전사체 식별자, 가닥 및 엑손 구조를 확인합니다:
python3 scripts/lookup_gene_info.py --gene <GENE_SYMBOL> --pretty
# 또는 게놈 위치로 질의:
python3 scripts/lookup_gene_info.py --coord <CHROM:POS> --pretty
2단계: 생체 시료 및 온톨로지 해석
대상 조직, 질병 맥락 또는 세포 유형을 표준 온톨로지 식별자(UBERON, CL, EFO)에 매핑합니다:
python3 scripts/resolve_ontology_terms.py --term "<TISSUE_OR_CELL_TYPE>" --pretty
3단계: 스플라이싱 해석
변이가 표준 스플라이싱 부위(+1/+2 공여자, -1/-2 수용자), 엑손 스플라이싱 인핸서/사일런서 또는 깊은 인트론 크립틱 부위에 있을 때 평가:
python3 scripts/interpret_splicing.py --benchmark <BENCHMARK_CASE> --ascii
# 또는 사용자 정의 JSON 사용:
python3 scripts/interpret_splicing.py --input <DATA_JSON> --ascii
4단계: 인실리코 돌연변이 유발 및 전사인자 모티프 분석
변이 주변(+/-20bp) 서열 중요도를 평가하고, 위치 가중 행렬(PWM) 모티프 교란(예: CTCF, SP1, GATA1, TAL1, FOXA1)을 평가하며, 치환 행렬을 계산합니다:
python3 scripts/analyze_ism.py --benchmark <BENCHMARK_CASE> --ascii
# 또는 명시적 서열 사용:
python3 scripts/analyze_ism.py --seq "<40BP_SEQUENCE>" --pos 20 --ref <REF_BASE> --alt <ALT_BASE> --ascii
5단계: 후성유전체 신호 및 트랙 프로파일링
RNA-seq, DNase 접근성, H3K27ac 및 H3K4me3에 대한 신호 곡선을 생성합니다:
python3 scripts/visualize_genome_tracks.py --benchmark <BENCHMARK_CASE> --output-plot tracks.png
python3 scripts/visualize_variant_effects.py --benchmark <BENCHMARK_CASE> --output-radar radar.png
6단계: 대화형 대시보드 컴파일
종합 분석 데이터셋을 독립형 대화형 HTML5 대시보드로 컴파일합니다:
python3 scripts/generate_dashboard.py \
--input tests/synthetic_benchmarks.json \
--case <BENCHMARK_CASE> \
--output ui/alphagenome_dashboard.html
2. 표준 합성 벤치마크 사례
이 스킬에는 환자 건강 정보(PHI)가 전혀 없는 4개의 완전 합성 테스트 사례가 포함되어 있습니다:
syn_COL6A2_skip:- 변이:
chr21:46126238:G>C - 유전자: COL6A2 (엑손 3 표준 5' 스플라이스 공여자 교란)
- 생체 시료: 골격근 (
UBERON:0001134) - 결과: 완전한 엑손 3 스킵핑($\Delta\Psi = -0.960$), U1 스플라이스 공여자 컨센서스 소멸, 넌센스 매개 분해(NMD)를 통한 -65% 전사체 손실.
- 변이:
syn_TP53_promoter:- 변이:
chr17:7675148:G>A - 유전자: TP53 (핵심 프로모터 -85bp from TSS)
- 생체 시료: 간/간세포 (
UBERON:0002107) - 결과: 개방 염색질 붕괴(-88% DNase), CTCF/SP1 모티프 소멸, -85% RNA 발현 감소.
- 변이:
syn_HBA2_enhancer:- 변이:
chr16:223500:T>G - 유전자: HBA2 (원위 유전자간 조절 영역 +24kb)
- 생체 시료: 적혈구모세포 / K562 (
CL:0000765) - 결과: 새로운 GATA1/TAL1 인핸서 생성, +140% 적혈구 특이 글로빈 발현 증가.
- 변이:
syn_ACTB_control:- 변이:
chr7:5529776:C>T - 유전자: ACTB (엑손 4 동의 변이)
- 생체 시료: 편재 / HepG2 (
EFO:0001187) - 결과: 중립 기준 대조군, 스플라이싱 또는 후성유전학적 변화 없음($\Delta\Psi = 0.00$).
- 변이:
3. 참고 문서
자세한 기술 표준 및 스키마 사양에 대해서는 참고 문서를 참조하세요:
- AlphaGenome API 참조: 모달리티 정의, 좌표 색인 및 JSON 스키마.
- 변이 해석 가이드: 통계적 컷오프, 결정 규칙 및 NMD 논리.
- 보고서 템플릿: 표준 연구 및 임상 보고 형식.
- 대시보드 가이드: 6개의 대화형 대시보드 패널 사양.
4. 에이전트 활용 예시 프롬프트
예시 프롬프트 1 (스플라이싱 분석)
"골격근에서 COL6A2 유전자의 chr21:46126238 G>C 변이를 분석해 주세요. 스플라이싱 영향을 정량화하고, 엑손 스킵핑 또는 넌센스 매개 분해 여부를 확인한 후, 대화형 시각 대시보드를 생성해 주세요."
예시 프롬프트 2 (프로모터 교란)
"간 조직에서 TP53 프로모터에 위치한 chr17:7675148 G>A 변이의 조절 결과를 평가해 주세요. 전사인자 모티프 손실, 염색질 접근성 변화를 평가하고 다중 트랙 시각 보고서를 생성해 주세요."
예시 프롬프트 3 (새로운 인핸서 획득)
"적혈구모세포에서 HBA2 근처의 유전자간 변이 chr16:223500 T>G를 스크리닝해 주세요. 새로운 전사인자 모티프가 생성되는지 확인하고 전체 6패널 대화형 UI 대시보드를 생성해 주세요."