AI ontwerpt synthetisch DNA om genexpressie in zoogdiercellen te controleren

Een recente studie markeert het eerste gemelde geval van generatieve AI die synthetische moleculen ontwerpt. Deze moleculen kunnen met succes de genexpressie in gezonde zoogdiercellen controleren. De auteurs vroegen de AI om synthetische fragmenten te ontwerpen die een gen activeren dat codeert voor een fluorescerend eiwit in sommige cellen. De AI zou de genexpressiepatronen ongewijzigd laten. Ze creëerden de fragmenten helemaal opnieuw en lieten ze in muizenbloedcellen vallen. Daar smolt de sequentie op willekeurige locaties samen met het genoom. De experimenten werkten precies zoals voorspeld. Dit maakt de weg vrij voor nieuwe strategieën om instructies aan een cel te geven en te begeleiden hoe ze zich ontwikkelen en gedragen met ongekende nauwkeurigheid. "De potentiële toepassingen zijn enorm. Het is als het schrijven van software, maar dan voor de biologie, waardoor we nieuwe manieren krijgen om instructies aan een cel te geven en te begeleiden hoe ze zich ontwikkelen en gedragen met ongekende nauwkeurigheid", zegt Dr. Robert Fromel. De studie zou kunnen leiden tot nieuwe manieren voor ontwikkelaars van gentherapie om de activiteit van genen alleen te stimuleren of te dempen in de cellen of weefsels die moeten worden aangepast. AI-gegenereerde enhancers kunnen helpen bij het ontwerpen van ultraselectieve schakelaars die de natuur nog niet heeft uitgevonden. Ze kunnen worden ontworpen om precies de aan/uit-patronen te hebben die vereist zijn in specifieke celtypen. Dit niveau van fijnafstemming is cruciaal voor het creëren van therapieën die onbedoelde effecten in gezonde cellen vermijden. "Om een taalmodel voor de biologie te creëren, moet je de taal begrijpen die cellen spreken. We zijn begonnen met het ontcijferen van deze grammaticaregels voor enhancers, zodat we volledig nieuwe woorden en zinnen kunnen creëren", legt Dr. Lars Velten uit.