"Молекулярный клей" работает даже на мёртвых нейронах — ИИ-оракул обхитрил саму природу

Учёные из Университета Цюриха представили новый инструмент, который объединяет технологии генной инженерии и искусственного интеллекта. Разработка получила название Pythia — в честь дельфийского оракула. Система позволяет предсказывать, как именно клетки восстанавливают повреждённые участки ДНК после применения метода CRISPR-Cas.

Исследование опубликовано в журнале Nature . Авторы утверждают, что ДНК восстанавливается по определённым правилам, а не случайным образом, и эти закономерности можно смоделировать и обучить ИИ их распознавать, говорится в заявлении Университета Цюриха .

С помощью Pythia команда разработала так называемые «шаблоны ДНК-ремонта», которые действуют как «молекулярный клей». Они помогают клетке внести именно те изменения, которые нужны исследователям.

Технологию проверили сначала на клеточных культурах человека, затем на лабораторных мышах и лягушках. Ученые не заметили негативного влияния на деление клеток и их дальнейшие функции.

Главное преимущество Pythia — возможность вносить точечные изменения в геном: исправлять отдельные «буквы» ДНК или вставлять новые последовательности в строго заданное место. Это открывает путь к лечению болезней, вызванных нарушениями в генах, таких как серповидноклеточная анемия или бета-талассемия , которые сегодня требуют пожизненной терапии.

Кроме того, метод можно применять даже к клеткам, которые не делятся, например к зрелым нейронам мозга. Это расширяет сферу использования CRISPR, которая ранее была ограничена активно делящимися клетками.

Ещё одна возможность — создание флуоресцентных меток для белков. Они подсвечивают нужные молекулы в тканях, позволяя изучать их роль в норме и при заболеваниях.

Исследователи надеются, что Pythia будет использоваться и другими лабораториями, ускоряя появление новых методов терапии для трудноизлечимых генетических нарушений. Код модели доступен в открытом виде на pythia-lienkamplab .

Таким образом, сочетание CRISPR и ИИ обещает повысить точность и безопасность генной терапии, снизить вероятность побочных эффектов и открыть путь к лечению заболеваний, которые сегодня считаются неизлечимыми.