Tým Doudnaové navrhl pomocí AI nové enzymy podobné systému CRISPR

Tým vedený nositelkou Nobelovy ceny Jennifer Doudnaovou vyvinul platformu umělé inteligence, která dokáže navrhovat syntetické enzymy pro editaci genomu. Tyto enzymy dosahují stejných nebo lepších výsledků než jejich přírodní protějšky, uvádí studie publikovaná 16. července 2026 v časopise Science.eurekalert+1

Výzkum s názvem „Structure and evolution-guided design of minimal RNA-guided nucleases“ popisuje, jak tým zkombinoval model ESM Inverse Folding společnosti Meta ↗ 1.02% s evolučně podloženými omezeními aminokyselinových zbytků. Tímto způsobem vědci vytvořili nové varianty TnpB, což je kompaktní nukleáza evolučně příbuzná CRISPR-Cas12, které pojmenovali SynTnpB.biorxiv+1

Navrhování nad rámec přírody

Na rozdíl od předchozích přístupů založených na AI, které mají tendenci vytvářet sekvence velmi podobné svým přírodním předlohám, strategie laboratoře Doudnaové generuje proteiny s výrazně odlišnými sekvencemi, přičemž zachovává nebo zlepšuje jejich enzymatickou funkci. Tým testoval aktivitu těchto AI navržených proteinů v bakteriálních, rostlinných a lidských buňkách a zjistil, že mnohé z nich si zachovaly nebo dokonce překonaly efektivitu editace původního přírodního enzymu.sciencemediacentre+1

Kryo-elektronová mikroskopie odhalila, že nejvíce odlišné inženýrské varianty vytvářely dříve nepopsané stabilizační interakce na rozhraní RNA-DNA, včetně nové konformace vázané na TAM, která se u přírodních enzymů nevyskytuje. Jedná se o vůbec první experimentálně určené struktury AI navržených nukleáz řízených RNA.eurekalert+1

Hledání rovnováhy mezi aktivitou a specificitou

Nezávislí odborníci vyzdvihli preciznost práce, ale zároveň poukázali na určité nuance. José Luis Villanueva v komentáři pro španělské Science Media Centre poznamenal, že některé z nejaktivnějších variant vykazovaly také vyšší míru nechtěných úprav mimo cílové místo, což „odráží důležitost vyvážení nebo začlenění těchto dalších faktorů do procesu návrhu či hodnocení“. Marc Güell z Univerzity Pompeu Fabra označil studii za „další krok vpřed v rostoucím sbližování AI a syntetické biologie“ a dodal, že ačkoli se navrhování stále více opírá o výpočetní techniku, „stále závisí na experimentování“.sciencemediacentre

Rozšíření vědeckého arzenálu

Praktickým přínosem je podle strukturního biologa Sergiho Rodàho to, že tato práce „demokratizuje protokol pro navrhování vlastních, v přírodě se nevyskytujících nukleáz řízených RNA“. Platforma by mohla urychlit vývoj editačních nástrojů přizpůsobených pro léčbu genetických chorob a šlechtění plodin, tedy pro aplikace, kde je vysoká poptávka po kompaktních nukleázách s vysokou specificitou. Preprint práce byl zveřejněn na serveru bioRxiv v prosinci 2025 a nyní vyšla její recenzovaná verze.orcid+2