科技日报北京10月23日电 (记者张梦然)据《当然》杂志23日发表的论文,好意思国杰克逊实践室、麻省理工学院和哈佛大学布罗德参议是以及耶鲁大学的团队期骗东说念主工智能(AI)工夫计算出数千个新的DNA开关。这些新计算的元件约略精确限制基因在不同类型细胞中的抒发,为东说念主类健康与医学参议提供了前所未有的可能性。
情色综合网尽管频年来,基因剪辑和其他基因颐养妙技已让科学家约略在活细胞中修改基因,但要在不干扰统共这个词生物体的情况下,只对某一类型的细胞进行基因打扰,也曾存在挑战。这主淌若因为关于限制基因开启和关闭的DNA开关——顺式援助元件(CRE)的交融还不够深化。这次编削的中枢在于,新关节不错针对特定的细胞类型来擢升或镌汰基因抒发,却不会影响到躯壳其他部分。
团队弃取了深度学习算法,基于数十万个东说念主类基因组中的DNA序列检会了一个模子。通过这个模子,他们可在实践室环境中测量3种细胞(血液、肝脏和大脑)中CRE的活性。该AI模子可展望狂放序列的活性,从而揭示了DNA中新的口头以及CRE序列的语法是奈何影响RNA生成量的。
基于上述发现,团队构建了名为CODA(计较优化DNA活性)的平台。通过集合实践数据和计较建模的迭代进程,该平台不停纠正其展望CRE生物学效应的才能,到手计算出了当然界中未尝出现过的CRE。
经过测试,新计算的合成CRE发达出了比自然存在的CRE更优异的细胞类型特异性。它们不仅包含了促进见地细胞类型中基因抒发的序列,还含有羁系非见地细胞类型中基因抒发的元素。现在,团队已在斑马鱼和小鼠身上考据了几种合成CRE序列的灵验性。
这一冲突性进展意味着,异日可能终了愈加精确和个性化的基因疗法,为驻扎和颐养疾病劝诱了新道路。
在生物体内大胆人体艺术,并不是统共基因齐会在合适的细胞和合适的时期点阐扬作用。CRE的功能,就在于确保适当的基因在正确的时期、正确的场地被激活。比方,幸免皮肤细胞使用了大脑所需的基因,或是贯注成东说念主体内激活仅在早期发育阶段需要的基因。这次团队不仅合成了全新的CRE,还展示了奈何使用这些CRE弃取性地激活大脑、肝脏或血液细胞中的基因,同期确保这些基因在其他类型的细胞中保握千里默。这在生物医学和工夫上具有双重病笃意旨。