ИИ создал синтетический фермент для редактирования генов, превзошедший природный аналог
Учёные разработали первый полностью синтетический фермент для редактирования генов, который работает эффективнее природного прототипа. Исследование опубликовано в журнале Science. Новый фермент, названный SynTnpB, создан с помощью ИИ-модели ESM Inverse Folding (ESM-IF1). Он принадлежит к семейству компактных нуклеаз TnpB — предков CRISPR-Cas12. Малый размер делает его перспективным для доставки в клетки, где пространство ограничено, например, при редактировании генов растений. Об этом пишет издание Phys.org.
Исходный фермент TnpB трудно модифицировать: попытки изменить его структуру часто разрушают молекулярные контакты, необходимые для редактирования ДНК. Авторы исследования применили эволюционные данные, чтобы сохранить ключевые аминокислоты для распознавания РНК и ДНК, а остальные заменили с помощью ИИ. Из 1980 спроектированных вариантов 466 показали активность в бактериях, а около 8% превзошли природный фермент. В человеческих клетках два варианта отредактировали тестовый ген с эффективностью 46% и 50% против 28% у оригинала. На некоторых участках ДНК лучшие конструкции показали почти четырёхкратное превосходство.
Новые варианты значительно отличаются от природных: их ДНК- и РНК-связывающие домены имеют лишь 83% и 72% идентичности с ближайшими природными аналогами. Это преодоление ограничения предыдущих ИИ-методов, которые создавали ферменты, почти идентичные природным. Исследование пока ограничено одним семейством нуклеаз, но результаты открывают путь к созданию более эффективных и компактных инструментов для генной инженерии, сельского хозяйства и медицины.
