დუდნას გუნდმა ხელოვნური ინტელექტის გამოყენებით CRISPR-ის მსგავსი ახალი ფერმენტები შექმნა

ნობელის პრემიის ლაურეატის, ჯენიფერ დუდნას ხელმძღვანელობით მომუშავე გუნდმა შექმნა ხელოვნური ინტელექტის პლატფორმა, რომელსაც შეუძლია გენომის რედაქტირების სინთეზური ფერმენტების პროექტირება. ეს ფერმენტები ეფექტურობით უტოლდება ან აღემატება მათ ბუნებრივ ანალოგებს, ნათქვამია კვლევაში, რომელიც 2026 წლის 16 ივლისს ჟურნალ Science-ში გამოქვეყნდა.eurekalert+1

კვლევაში, სახელწოდებით "Structure and evolution-guided design of minimal RNA-guided nucleases," აღწერილია, თუ როგორ გააერთიანა გუნდმა Meta-ს ↗ 1.02% ESM Inverse Folding მოდელი ევოლუციურად განსაზღვრულ ნაშთების შეზღუდვებთან, რათა შეექმნა TnpB-ის (CRISPR-Cas12-თან ევოლუციურად დაკავშირებული კომპაქტური ნუკლეაზა) ახალი ვარიანტები, რომლებსაც მკვლევრებმა SynTnpB-ები უწოდეს.biorxiv+1

ბუნების საზღვრებს მიღმა შექმნილი დიზაინი

ხელოვნურ ინტელექტზე დაფუძნებული წინა მიდგომებისგან განსხვავებით, რომლებიც, როგორც წესი, ბუნებრივი შაბლონების მსგავს თანამიმდევრობებს ქმნიან, დუდნას ლაბორატორიის სტრატეგია აგენერირებს ცილებს არსებითად განსხვავებული თანამიმდევრობით, თუმცა ინარჩუნებს ან აუმჯობესებს ფერმენტულ ფუნქციას. გუნდმა შეამოწმა ხელოვნური ინტელექტის მიერ შექმნილი ამ ცილების აქტივობა ბაქტერიულ, მცენარეულ და ადამიანის უჯრედებში და აღმოაჩინა, რომ ბევრმა მათგანმა შეინარჩუნა ან გადააჭარბა ველური ტიპის ფერმენტის რედაქტირების ეფექტურობას.sciencemediacentre+1

კრიოელექტრონულმა მიკროსკოპიამ აჩვენა, რომ ყველაზე მეტად განსხვავებულმა ინჟინირებულმა ვარიანტებმა შექმნეს მანამდე აღუწერელი მასტაბილიზებელი ინტერაქციები რნმ-დნმ-ის ინტერფეისზე, მათ შორის ახალი TAM-თან დაკავშირებული კონფორმაცია, რომელიც ბუნებრივ ფერმენტებში არ გვხვდება. ეს არის ხელოვნური ინტელექტის მიერ შექმნილი რნმ-ით მართვადი ნუკლეაზების პირველი ექსპერიმენტულად დადგენილი სტრუქტურები.eurekalert+1

ბალანსი აქტივობასა და სპეციფიკურობას შორის

დამოუკიდებელმა ექსპერტებმა აღნიშნეს ნაშრომის სიზუსტე, თუმცა ყურადღება გაამახვილეს გარკვეულ ნიუანსებზე. ხოსე ლუის ვილიანუევამ, რომელიც ესპანეთის სამეცნიერო მედია ცენტრისთვის (Science Media Centre Spain) აკეთებდა კომენტარს, აღნიშნა, რომ ზოგიერთმა ყველაზე აქტიურმა ვარიანტმა ასევე აჩვენა უფრო მაღალი არამიზნობრივი რედაქტირება, რაც "ასახავს ამ სხვა ფაქტორების დაბალანსების ან დიზაინისა და შეფასების პროცესში გათვალისწინების მნიშვნელობას". მარკ გუელმა პომპეუ ფაბრას უნივერსიტეტიდან კვლევას უწოდა "კიდევ ერთი წინ გადადგმული ნაბიჯი ხელოვნური ინტელექტისა და სინთეზური ბიოლოგიის მზარდ დაახლოებაში" და დასძინა, რომ მიუხედავად იმისა, რომ დიზაინი სულ უფრო მეტად კომპიუტერული ხდება, ის "ჯერ კიდევ ეყრდნობა ექსპერიმენტებს".sciencemediacentre

ინსტრუმენტების არსენალის გაფართოება

სტრუქტურული ბიოლოგის, სერჟი როდას თქმით, პრაქტიკული შედეგი ის არის, რომ ეს ნაშრომი "ახდენს პროტოკოლის დემოკრატიზაციას, რათა შექმნათ თქვენი საკუთარი, ბუნებისთვის უცნობი რნმ-ით მართვადი ნუკლეაზები". პლატფორმამ შესაძლოა დააჩქაროს გენეტიკური დაავადებების მკურნალობისა და კულტურების ინჟინერიისთვის მორგებული სარედაქციო ინსტრუმენტების შემუშავება, იმ სფეროებში, სადაც კომპაქტურ, მაღალსპეციფიკურ ნუკლეაზებზე დიდი მოთხოვნაა. ნაშრომის პრეპრინტი bioRxiv-ზე 2025 წლის დეკემბერში გამოქვეყნდა, ხოლო რეცენზირებული ვერსია ახლა უკვე ბეჭდური სახით არის ხელმისაწვდომი.orcid+2