עריכת הגנום התקדמה בקצב מהיר עם תוצאות מבטיחות לטיפול בתנאים גנטיים-אך תמיד יש מקום לשיפור. מאמר חדש של חוקרים מהגנרל המוני בריגהם שפורסם ב טֶבַע מציג את הכוח של הנדסת חלבונים הניתנת להרחבה בשילוב עם למידת מכונה כדי להגביר את ההתקדמות בתחום הטיפול בגנים ותאים. במחקר שלהם, מחברים פיתחו אלגוריתם למידת מכונה-הידוע כ- PAMMLA-זה יכול לחזות את המאפיינים של כ- 64 מיליון אנזימי עריכת גנום. העבודה יכולה לסייע בהפחתת השפעות מחוץ למטרה ולשפר את הבטיחות בעריכה, לשפר את יעילות העריכה ולאפשר לחוקרים לחזות אנזימים מותאמים אישית למטרות טיפוליות חדשות. תוצאותיהם מתפרסמות ב טֶבַעו
"המחקר שלנו הוא צעד ראשון בהרחבה דרמטית של הרפרטואר שלנו של אנזימים CRISPR-CAS9 יעילים ובטוחים. בכתב היד שלנו אנו מדגימים את התועלת של אנזימים אלה של PAMMLA, כדי לערוך בדיוק את הרצפים המפגינים את המחקר במחקרים אנושיים בביקורתו של מחקרי המחקר, במעמדת המחקרים של קיידטס, MACHBERTIVER MASENTATIVETIVER, MASEDTET SCORNTETTER, MACHBERTIVETIVER, MACGEDETTEST SCORDITETIVETIVETIVETIVETIVETIVETIVETIVETIVETIVETIVETIVETIVETIVETIVETIVETIVET. (MGH), חבר מייסד במערכת הבריאות ההמונית של בריגהם. "בניגוד לממצאים אלה, אנו שמחים לשמש כלים אלה על ידי הקהילה ויישמו גם מסגרת זו על נכסים ואנזימים אחרים ברפרטואר עריכת הגנום."
ניתן להשתמש באנזימים של CRISPR-CAS9 לעריכת גנים במקומות ברחבי הגנום, אך יש מגבלות לטכנולוגיה זו. לאנזימים מסורתיים של CRISPR-CAS9 יכולים להיות בעלי השפעות מחוץ למטרה, לעצב או לשנות DNA בדרך אחרת באתרים לא מכוונים בגנום. המחקר שפורסם לאחרונה נועד לשפר זאת על ידי שימוש בלמידת מכונה כדי לחזות טוב יותר ולהתאים אנזימים כדי לפגוע ביעדים שלהם עם ספציפיות רבה יותר. הגישה מציעה גם ניסיונות פתרונות הניתנים להרחבה של אנזימים הנדסיים היו בעלי תפוקה נמוכה יותר ובדרך כלל הניבו סדרי גודל פחות אנזימים.
אחד מרכיבי המפתח בשימוש בטכנולוגיות CRISPR-CAS9 הוא שהאנזימים חייבים לאתר ולהיקשר לרצף DNA קצר הנקרא מוטיב סמוך לפרוטוספר (PAM). החוקרים השתמשו בלמידה במכונה כדי לחזות את ה- PAMs של מיליוני אנזימים של CAS9, תוך זיהוי קבוצה של אנזימי CAS9 מהונדסים חדשים שיהיו להם את הפעילות והספציפיות הטובים ביותר למטרה. החוקרים ערכו ניסויים הוכחת מושג בתאים אנושיים ומודל עכבר של רטיניטיס פיגמנטוזה, ומצאו כי לאנזימים המותאמים היה ספציפי רב יותר.
תוצאה עיקרית של יצירה זו היא יצירת מודל PAMMLA זה שיכול לשמש כעת על ידי חוקרים כדי לחזות אנזימים מותאמים אישית המותאמים באופן ייחודי למקרי השימוש הספציפיים שלהם. התוצאה של דגם זה היא שיש לנו כעת ארגז כלים עצום של חלבוני CAS9 בטוחים ומדויקים שניתן להשתמש בהם למגוון יישומים מחקריים וטיפוליים. "
רחל א. סילברשטיין, סופרת ראשית, מועמדת לתואר שלישי, מלומד לתואר שני ב- NSERC ו- 2024 עמית אלברט ג'יי ראיין במעבדת קליינסטיבר ב- MGH
החוקרים עשו כלי אינטרנט כדי לאפשר לאחרים להשתמש במודל PAMMLA, הזמין בכתובת https://pammla.streamlit.app/
