Учёные создали ИИ-ингибиторы для CRISPR: путь к безопасному редактированию генов
Австралийские исследователи из университетов Монаш и Мельбурна придумали, как с помощью ИИ быстро создавать "тормоза" для CRISPR-систем. Это сделает генное редактирование безопаснее и точнее. Статья вышла 26 января в журнале Nature Chemical Biology.
Что такое CRISPR и зачем ему тормоза?
CRISPR — это инструмент для редактирования генов, как молекулярные ножницы. Он режет ДНК или РНК по нужному месту, чтобы лечить болезни, улучшать растения или бороться с вирусами. Но проблема: эти "ножницы" иногда режут не там, где надо, и повреждают здоровые клетки.
Раньше для контроля CRISPR искали редкие белки-анти-CRISPR в природе — за 10 лет нашли всего 118 штук. Это как искать иголку в стоге сена. Теперь ИИ справляется за 8 недель.
Как ИИ создал новые ингибиторы
Команда под руководством ассоциированного профессора Гэвина Нотта и доктора Риса Гринтера использовала ИИ-модели RoseTTAFold Diffusion и ProteinMPNN. Они сгенерировали 10 тысяч вариантов белков, которые блокируют домен HEPN в CRISPR-Cas13a — это часть системы, которая режет РНК.
Из 96 лучших кандидатов выбрали три лидера: AIcrVIA1, AIcrVIA2 и AIcrVIA3. Они работают с мощностью в наномолярном диапазоне (IC50 около 7 нМ) — это очень эффективно.
Проверка на деле
Учёные не просто смоделировали — проверили всё по-настоящему:
- Рентгеновская кристаллография и крио-электронная микроскопия подтвердили, что белки получились точно как в ИИ-дизайне.
- В бактериях ингибиторы снимали блокировку фагов, вызванную CRISPR.
- В человеческих клетках HEK293T они восстанавливали выражение флуоресцентных белков, которые CRISPR подавлял.
Всё работает как в бактериях, так и в человеческих клетках.
Что дальше?
"Мы можем создавать точные ингибиторы под любую CRISPR-систему — от TnpB до Fanzor", — говорит доктор Синтия Тавено. Это ускорит разработку лекарств, сельхозкультур и микробиологических инструментов.
ИИ делает поиск ингибиторов для медицины проще и быстрее. Вместо лет поисков — недели. Перспективы огромны для биотеха и фармы.
Оригинал исследования: Nature Chemical Biology