發(fā)表在《03010》雜志上的一篇新論文報道了一種通過機(jī)器學(xué)習(xí)實現(xiàn)致病基因變異精確可預(yù)測編輯的方法。這一成果建立了一種實現(xiàn)精確無模板基因組編輯的方法，為遺傳病的研究和潛在治療提供了新的可能。
雖然CRISPR-Cas9徹底改變了基因組編輯技術(shù)進(jìn)行研究，但保證這項技術(shù)的準(zhǔn)確性非常重要。CRISPR-Cas9基因組編輯中常用的DNA“模板”保證了DNA修復(fù)的準(zhǔn)確性或在基因組中引入了特定的DNA序列。因此，沒有這些模板的DNA修復(fù)往往被認(rèn)為是不準(zhǔn)確的。
現(xiàn)在，美國馬薩諸塞州劍橋市布里格姆婦女醫(yī)院和哈佛醫(yī)學(xué)院的理查德舍伍德及其同事發(fā)明了一種通過機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測基因組修復(fù)結(jié)果的方法，實現(xiàn)了精確的無模板Cas9編輯。研究人員利用包含近2000對Cas9 RNA(gRNA)和人類DNA靶標(biāo)的數(shù)據(jù)庫，訓(xùn)練了一個名為inDelphi的機(jī)器學(xué)習(xí)模型。根據(jù)該模型，5%~11%的針對人類基因組的Cas9 gRNA可以在50%以上的情況下產(chǎn)生單一且可預(yù)測的修復(fù)結(jié)果(稱為“precision 50”)。InDelphi還可以使用無模板Cas9編輯來識別和預(yù)測致病基因變異的合適靶標(biāo)，包括一些曾經(jīng)被認(rèn)為無法通過這種方法找到的靶標(biāo)。
最后，研究人員通過實驗證明，人類細(xì)胞中近200個與赫爾曼斯基-普德拉克綜合征、門克斯病和家族性高膽固醇血癥相關(guān)的致病變異，編輯和修復(fù)的準(zhǔn)確率可以達(dá)到準(zhǔn)確率50的標(biāo)準(zhǔn)。
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