OpenCRISPR-1: ИИ създаде ензим, който редактира ДНК по-прецизно от SpCas9 и без странични ефекти
ИИ се научи да хаква човешката ДНК и го прави по-чисто от хората.
Изследователи от Съединени американски щати показаха първия в света изкуствено основан CRISPR ензим, осъществен благодарение на генеративен ИИ. Новият протеин, наименуван OpenCRISPR-1, дейно редактира човешката ДНК и евентуално взема решение няколко казуса, които лимитират потреблението на обичайните системи CRISPR в медицината – от нежеланите разновидности до имунния отговор.
Научната работа е оповестена в Nature. Нейни създатели са екип, управителен от Ричард Руфоло. Техният метод се основава на езикови модели на протеини, сходни на GPT, единствено че подготвени върху милиони аминокиселинни последователности. В процеса на работа те са събрали нова база данни – CRISPR-Cas Atlas, която включва повече от един милион CRISPR-оперона, извлечени от 26,2 трилиона нуклеотидни двойки микробни геноми.
След два стадия на авансово образование на модела върху 240 000 Cas9 последователности и генериране на 350 000 нови разновидността учените са избрали 209 претенденти и са ги тествали в човешки кафези. Най-добрият от тях – OpenCRISPR-1 – сподели акуратност на редактиране на равнището на класическия SpCas9, само че с 20 пъти по-малко странични сечения. Освен това неговите разновидности са съвсем идентични с известните разновидности, което прави протеина по-малко забележим за имунната система.
SpCas9, макар сполучливите си приложения в лечението на сърповидноклетъчната анемия (лекарството на Касгеви получи утвърждение от FDA), остава спорен: може да се насочи неправилно, провокира имунен отговор и е несъответствуващ за доставка вътре в тялото. Новата разработка дава обещание да преодолее тези ограничавания, изключително в тази ситуация на in vivo редактиране, когато не е допустимо авансово да се модифицират клетките отвън тялото на пациента.
Подходът на екипа на Ruffolo се разграничава от обичайното „ инженерно “ планиране. Вместо точкови разновидности, напасване на структурата или търсене измежду естествените протеини, те употребяват генеративен изкуствен интелект, кадърен да предлага нови протеини от нулата. Това уголемява обсега на вероятните решения и излиза отвън рамките на естественото многообразие.
Изследователите акцентират, че главният резултат е освен самият OpenCRISPR-1, само че и методологията: авансово образование на модела върху профилирана база данни, генериране, асортимент, пречистване и пробно валидиране. Подобен цикъл може да се трансформира в основа на бъдещото протеиново инженерство: освен в генната терапия, само че и при основаването на ензими, антитела и диагностични принадлежности.
Следващата стъпка на учените е да се валидира OpenCRISPR-1 върху други гени, в разнообразни тъкани и с разнообразни системи за доставка. Въпреки това към този момент е ясно, че изкуственият разсъдък има капацитет освен да форсира биотехнологичните открития, само че и да предложи решения, които самата природа не би измислила.
