科技日報記者?張夢(mèng)然

據發(fā)表在最新一期《自然·生物技術(shù)》雜志上的新研究，美國研究人員開(kāi)發(fā)了一種人工智能模型，可預測RNA靶向CRISPR工具的脫靶活性。該模型可精確地設計向導RNA并調節基因表達，這些精確的基因控制可用于開(kāi)發(fā)基于CRISPR的新療法。

圖片來(lái)源：《神經(jīng)科學(xué)新聞》網(wǎng)站

美國紐約大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)工程學(xué)院和紐約基因組中心研究人員進(jìn)行的這項研究，將深度學(xué)習模型與CRISPR篩選相結合，以不同的方式控制人類(lèi)基因的表達，類(lèi)似于輕按電燈開(kāi)關(guān)將其完全關(guān)閉，或通過(guò)調光旋鈕調低電燈亮度。

CRISPR基因編輯技術(shù)通常使用Cas9酶來(lái)靶向DNA。近年來(lái)，科學(xué)家發(fā)明了另一種類(lèi)型的CRISPR，它使用Cas13酶來(lái)靶向RNA。研究人員此次創(chuàng )建了一個(gè)使用Cas13進(jìn)行RNA靶向CRISPR篩選的平臺，以更好地了解RNA調控并識別非編碼RNA的功能。

該研究的一個(gè)關(guān)鍵目標是最大限度地提高RNA靶向CRISPR對預期靶標RNA的活性，并最大限度地減少可能對細胞產(chǎn)生有害副作用的其他RNA的活性。

研究團隊在人類(lèi)細胞中進(jìn)行了一系列RNA靶向CRISPR篩選。他們測量了20萬(wàn)個(gè)針對人類(lèi)細胞中必需基因的向導RNA的活性，包括“完美匹配”向導RNA和脫靶錯配、插入和缺失。

研究人員設計了一個(gè)深度學(xué)習模型TIGER（通過(guò)向導RNA設計靶向抑制基因表達），該模型根據CRISPR篩選的數據進(jìn)行訓練。將深度學(xué)習模型生成的預測與實(shí)驗室的人體細胞測試進(jìn)行比較，TIGER能夠預測在靶和脫靶活動(dòng)，這也是人類(lèi)擁有的第一個(gè)能預測脫靶的工具。