人工智能增强CRISPR了蛋白质结构预测的准确性

人工智能可能更精确和有效的关键基因疗法治疗。奥尔胡斯大学的一项最新研究发现,应用人工智能预测蛋白质结构增强了DNA CRISPR剪刀技术,通过减少病人的DNA更精确。这一发现可能导致更有效的治疗方法。

当出现错误在我们的DNA可能导致遗传疾病或癌症等疾病的发展,肌肉萎缩症和亨廷顿氏舞蹈症。但CRISPR-Cas9等基因编辑技术的发明,它就像一双分子剪刀,剪出特定的基因组DNA片段,已经被证明是一个潜在的改变游戏规则在这些疾病的治疗和预防。现在奥尔胡斯大学的科学家们可能已经找到一种办法来增强DNA-scissor通过使用人工智能(AI)。更小的和更精确的剪刀可能导致遗传病患者提供更好的治疗,这项研究的首席科学家解释说,罗教授Yonglun的生物医药、奥尔胡斯大学:

“CRISPR是个出色的技术,但我们看到的是,有时有小瑕疵的削减,导致小和不必要的DNA序列的变化。通过开发一个更小的和更精确的工具称为基本编辑,科学家们正逐渐能够纠正基因的错误导致疾病和潜在开发更好的治疗方案,甚至治愈各种遗传疾病。”

AI导致更准确的发现基因编辑工具

蛋白质执行它们的功能在一个三维(3 d)结构。基于奥尔胡斯的科学家利用人工智能(AI),在这种情况下,所谓的AlphaFold2, 3 d蛋白质结构预测和发现数百deaminase-like蛋白质,这是一组酶能够修改的构建块,称为核苷酸的DNA。

经常deaminase-like蛋白质中使用一种更精确的基因编辑技术,即基础编辑,这是研究人员在项目的特别关注,Yonglun罗教授说。

“简化、基础编辑可以解释为一种修复拼写错误在我们的遗传密码。我们的DNA是由四个构件称为核苷酸,有时可能有一个错误的核苷酸,导致一种遗传性疾病。基本编辑旨在纠正这些特定的错误通过改变错误的核苷酸到正确的一个。”

通过寻找和工程一个较小的版本的deaminase-protein,科学家们现在有了一个更精确的和强大的基因编辑工具。

“这是蛋白质工程领域的一次重大突破,开辟了新的可能性,为各种应用程序设计和操纵蛋白质,”罗Yonglun教授说。

也可能导致更强的作物呢

蛋白质工程的突破也可能受益的农民解决他们所面临的挑战。作物可以容易受到疾病、害虫和其他环境条件,农民不断试图找到方法来保护他们的这些因素。和新发现也可能产生重大影响的农业部门解释Yonglun罗教授:

“在这项研究中我们也实现了高效的基础在大豆首次编辑。这对基因改造开辟了可能性和作物改良大豆植物,如果成功的话,会严重影响农业部门通过使植物更有弹性和更强”。

,可能会有更多发现,Yonglun罗教授说。

“我们基于ai蛋白质结构预测方法可以扩展到发现和工程师其他蛋白质进行精确基因组编辑。通过将这一策略应用到不同的蛋白质家族或具体目标,研究人员可以发现新的性质和功能,可以利用在不同领域,如医学、农业和生物技术。

Yunglun罗教授和他的团队现在希望继续与后续研究的研究集中在评估他们的发现的性能在不同的疾病模型和人体细胞。希望纠正致病突变来确定它的潜力,推进精密医学。

参考:范黄J,林Q, H, et al。发现脱氨酶功能的基于结构的蛋白质聚集。细胞。2023年。doi:10.1016 / j.cell.2023.05.041

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