Pentru a face CRISPR mai eficient în activitatea sa, cercetătorii se bazează acum pe algoritmi precum AlphaFold de la DeepMind.
Editarea genelor este ca o întâlnire moleculară. Atunci când „foarfecuțele” proteice se atașează de gena dorită, chiar și o mică abatere – nu mai mare decât lățimea unui atom de hidrogen – poate rupe conexiunea, iar proteina ar putea să se fixeze pe secvențe de ADN similare aflate în apropiere. Într-o comedie romantică, o conexiune ratată înseamnă inimă frântă; în terapia genetică, poate declanșa efecte secundare periculoase.
Într-un studiu recent, cercetătorii au folosit inteligența artificială pentru a inova foarfecuțele de editare genetică, cu o fidelitate mai mare decât versiunile anterioare. În alt studiu, IA a proiectat de la zero aceste foarfecuțe. Deși proteinele sintetice sunt semnificativ diferite față de omologii lor naturali, au reușit să editeze gene în celule provenite de la mai multe specii.
Studiile extind designul proteinelor. „Capacitatea de a personaliza geometria moleculară a editorilor genomici va contribui la progresul în direcția terapiilor mai sigure și mai eficiente,” au scris Hoi Yee Chu și Alan Wong de la Universitatea din Hong Kong, care nu au fost implicați în niciunul dintre studii.
Oamenii de știință trebuie să testeze noile foarfecuțe moleculare în interiorul corpului. Între timp, ei vor continua să caute editori genetici naturali pe care să îi poată folosi și cu ajutorul cărora să antreneze IA.
Nu există îndoială că CRISPR a transformat biologia.
De la tulburările de sânge la orbirea ereditară și colesterolul crescut, editorul genetic a trecut de la o curiozitate academică la o putere terapeutică în doar puțin peste o decada. Cercetătorii și medicii îl folosesc și pentru a inova celulele imune care recunosc și atacă cancerele până acum incurabile.
Dar nu totul este roz: CRISPR nu editează întotdeauna gena corectă.
Foarfecuțele proteice ale editorului genetic, numite nucleaze, sunt îndreptate către o secvență de ADN de un fragment de ARN ghid. Odată ajunse, foarfecuțele taie ADN-ul și schimbă genomul.
CRISPR a fost folosit inițial pentru a inactiva genele țintă. O versiune mai sofisticată, numită editare de bază, poate gestiona schimburile de litere ADN individuale. Totuși, precizia este încă o piedică. CRISPR-ul timpuriu a fost chiar denumit „vandalism genetic” pentru că a deviat de la ținta sa inițială și a provocat modificări neprevăzute la nivelul întregului genom. O altă problemă este numită editare bystander. Acest lucru se întâmplă atunci când instrumentul modifică literele ADN vecine care nu ar fi trebuit să fie schimbate. Chiar și un număr mic de modificări neintenționate ar putea submina tratamentul.
A face CRISPR mai precis este o adevărată comoară. Dar nucleazele sunt mașini moleculare intricate, iar chiar și modificări mici la câteva elemente critice pot să le paralizeze. Pentru a îmbunătăți proteinele, studiile au modificat subtil nucleazele existente și au analizat variantele pentru a descoperi versiuni care au o specificitate mai bună fără a-și sacrifica activitatea, un compromis care a afectat mult timp domeniul.
Ambele abordări sunt laborioase și lente. Și pentru că pornesc de la enzime naturale, explorează doar o mică fracțiune din designurile de proteine care ar putea funcționa cu adevărat.
Sursa articol https://singularityhub.com
Editor RevistaSanatatii.ro. Isi doreste ca activitatea lui sa aduca speranta milioanelor de oameni bolnavi din Romania, sa le aline suferintele si sa le ofere speranta.
