Штучний інтелект поліпшив роботу редактора геному, передбачивши результати
З редактором геному CRISPR-Cas9 вже досить непогано навчилися звертатися. Однак при досить хорошому знанні технології та принципів її роботи, результат, який вийде в ході редагування, не завжди передбачуваний. Пов’язано це з особливостями самого процесу редагування і саме його результат навчився передбачати штучний інтелект, ще сильніше поліпшивши результативність методу редагування геному.
Для початку хотілося б пояснити, у чому ж полягає основна проблема. Як не дивно, безпосередньо редактор геному тут майже ні при чому. Білок Cas9 в даному випадку виконує функцію леза і вирізає необхідний компонент геному. Але далі на «порожнє місце» потрібно вставити інший компонент. Тут використовується матрична ДНК, яка, якщо пояснити простою мовою, виступає в якості «донора» матеріалів. Цей процес носить назву репарація ДНК. Є й інші системи, які працюють за схожим принципом у відсутності матричної ДНК, але саме в них і полягає проблема: після їх роботи на місці заміни генетичного матеріалу можуть залишитися делеції (грубо кажучи, відсутні ділянки). Результат подібних втручань раніше можна було обчислити лише дослідним шляхом.
Як передає редакція журналу Nature, група вчених з Массачусетського Технологічного Інституту (MIT) розробила програму на основі штучного інтелекту, яка прораховує результат зміни геному. ІІ здатний повідомити, яка саме послідовність утворюється в місці втручання після редагування, а також як мінімум в 50% випадків повідомляє про те, чи можуть після завершення операції залишитися делеції. Крім того, якщо використовувати ІЇ для прогнозування всіх етапів, то точність передбачення можна підвищити до 5-11%, а це дуже хороший результат.
Для того, щоб навчити ІІ прогнозувати результат втручання в геном, вчені створили бібліотеку з 2000 направляючих РНК для Cas9 (саме РНК вказує білку, де саме потрібно розрізати молекулу). Далі з них було обрано 14, які могли після репарації викликати появу зайвої нуклеотиду, а потім ІІ вибрав ті, які найбільш часто приводили до помилок репарації. На підставі цих даних була побудована «модель поведінки», яка вже використовувалася і для інших операцій. Вченим вже вдалося ефективно і без прояву побічних ефектів відредагувати мутації в клітинах з синдромом Німецького-Пудлака і хворобою Менекса.
