Главная страница » Искусственный интеллект на службе генной инженерии: создание новых генов с инструментом CRISPR

Искусственный интеллект на службе генной инженерии: создание новых генов с инструментом CRISPR

Исследователи уже долгое время исследуют микробы в самых разных условиях — от горячих источников и торфяных болот до йогурта и даже фекалий, в поисках новых систем генного редактирования CRISPR. Однако современные достижения в области генеративного искусственного интеллекта (ИИ) теперь позволяют проектировать такие системы буквально на нажатие кнопки.

На этой неделе учёные опубликовали результаты использования генеративной ИИ-модели, обученной на миллионах последовательностей белков, для создания белков, способных редактировать гены. Эти системы, как показали эксперименты, функционируют в соответствии с ожиданиями.

В феврале другая группа исследователей объявила о разработке модели, обученной на микробных геномах, которая использовалась для создания новых систем CRISPR. Эти системы состоят из ферментов, разрезающих ДНК или РНК, и РНК-молекул, направляющих эти “молекулярные ножницы” к месту среза.

«Это лишь начало пути. Мы показываем, что возможно спроектировать эти сложные системы с помощью моделей машинного обучения», — говорит Али Мадани, учёный в области машинного обучения и генеральный директор биотехнологической компании Profluent.

Эти системы CRISPR, включающие не только белки, но и РНК, которые указывают цель для редактирования, теперь могут быть спроектированы с помощью ИИ. Команда Мадани использовала нейронную сеть для проектирования миллионов новых последовательностей белков CRISPR, относящихся к десяткам различных семейств таких белков в природе. После синтеза ДНК, соответствующей более чем 200 разработанным дизайнам, многие из них смогли точно срезать целевые участки в геноме.

Наиболее перспективный белок Cas9, получивший название OpenCRISPR-1, оказался таким же эффективным в срезании ДНК, как и широко используемый бактериальный фермент CRISPR–Cas9, и при этом допускал гораздо меньше ошибок.

Другая команда под руководством Брайана Хи из Стэнфордского университета и Патрика Хсу из Института Arc использовала модель ИИ для генерации последовательностей белков и РНК. Их работа ещё не была опубликована в рецензируемых источниках, но предварительные результаты уже показывают, что структуры некоторых спроектированных систем CRISPR–Cas9 напоминают структуры природных белков.

Применение искусственного интеллекта в создании инструментов для генного редактирования открывает новые возможности для медицины. «Это действительно требует точности и индивидуального подхода, которые невозможно достичь, просто копируя существующие природные системы CRISPR», — отмечает Мадани.

Источник: Nature

0

Автор публикации

не в сети 16 часов

aiinsider

0
Комментарии: 0Публикации: 551Регистрация: 18-09-2023
Поделиться