Новый метод редактирования генов на базе искусственного интеллекта может заменить CRISPR

Из огромного количества возможных комбинаций исследователи должны были бы выяснить, как каждый цинковый палец взаимодействует со своим соседом, чтобы произвести каждое желаемое генетическое изменение. Это связано с тем, что эти белки сложным образом соединяются с ДНК, поэтому им придется выяснить, как каждый цинковый палец взаимодействует со своим соседом.

ИИ был использован для решения этой невероятно сложной проблемы.

ZFDesign, новая технология, созданная авторами исследования, решает эту проблему путем моделирования и проектирования этих взаимодействий с использованием искусственного интеллекта (ИИ). Анализ более 50 миллиардов потенциальных взаимодействий ДНК с цинковыми пальцами в лабораториях исследователей дал данные, используемые для построения модели.

«Наша программа может определить правильную группу цинковых пальцев для любой модификации, что делает этот тип редактирования генов быстрее, чем когда-либо прежде», — говорит ведущий автор исследования Дэвид Итикава, доктор философии, аспирант NYU Langone Health.

Итикава говорит, что редактирование цинковыми пальцами может быть более безопасной альтернативой CRISPR, ключевой технологии редактирования генов, которую можно использовать для поиска новых способов уничтожения раковых клеток и выращивания сельскохозяйственных культур с большим количеством питательных веществ. Короткий палиндромный повтор с регулярными интервалами, или CRISPR, использует белки бактерий для взаимодействия с генетическим кодом, в то время как цинковые пальцы производятся только людьми.

Эти «чужеродные» белки могут активировать иммунную систему пациентов, что может привести к тому, что они атакуют их, как любая другая инфекция, и вызовут вредное воспаление.

Авторы считают, что инструменты с цинковыми пальцами могут быть более полезными для генной терапии, чем CRISPR, поскольку они меньше по размеру и представляют меньший риск для иммунной системы. Это связано с тем, что существует больше способов доставить инструменты к подходящим клеткам пациента.

«Ускоряя разработку цинковых пальцев в сочетании с их меньшим размером, наша система прокладывает путь к использованию этих белков для управления несколькими генами. [simultaneously]», — говорит старший автор исследования Маркус Нойес, доктор философии, доцент кафедры биохимии и молекулярной фармакологии Нью-Йоркского университета в Лангоне.