Sztuczna inteligencja projektuje syntetyczne DNA do kontrolowania ekspresji genów w komórkach ssaków

Ostatnie badanie odnotowuje pierwszy zgłoszony przypadek generatywnej sztucznej inteligencji projektującej syntetyczne cząsteczki. Cząsteczki te mogą z powodzeniem kontrolować ekspresję genów w zdrowych komórkach ssaków. Autorzy poprosili sztuczną inteligencję o zaprojektowanie syntetycznych fragmentów, które aktywują gen kodujący białko fluorescencyjne w niektórych komórkach. Sztuczna inteligencja pozostawiłaby wzorce ekspresji genów bez zmian. Stworzyli fragmenty od podstaw i wrzucili je do komórek krwi myszy. Tam sekwencja połączyła się z genomem w losowych miejscach. Eksperymenty zadziałały dokładnie tak, jak przewidywano. Otwiera to drogę nowym strategiom przekazywania instrukcji komórce i kierowania jej rozwojem i zachowaniem z niespotykaną dotąd dokładnością. „Potencjalne zastosowania są ogromne. To jak pisanie oprogramowania dla biologii, dające nam nowe sposoby przekazywania instrukcji komórce i kierowania jej rozwojem i zachowaniem z niespotykaną dotąd dokładnością” – mówi dr Robert Fromel. Badanie może prowadzić do nowych sposobów dla twórców terapii genowych na wzmocnienie lub osłabienie aktywności genów tylko w komórkach lub tkankach, które wymagają regulacji. Wzmacniacze generowane przez sztuczną inteligencję mogą pomóc w projektowaniu ultra-selektywnych przełączników, których natura jeszcze nie wynalazła. Można je zaprojektować tak, aby miały dokładnie wzorce włączania/wyłączania wymagane w określonych typach komórek. Ten poziom precyzyjnego dostrajania jest kluczowy dla tworzenia terapii, które unikają niezamierzonych skutków w zdrowych komórkach. „Aby stworzyć model językowy dla biologii, musisz zrozumieć język, którym posługują się komórki. Postanowiliśmy rozszyfrować te reguły gramatyczne dla wzmacniaczy, abyśmy mogli tworzyć zupełnie nowe słowa i zdania” – wyjaśnia dr Lars Velten.