Ach ja. We doen wel dik over het vermogen (van bacteriën) om genooms te bewerken, maar we staan nog maar aan het begin. Onderzoekers hebben nu kunstmatige intelligentie in de arm genomen om uit te zoeken welke CRISPR-achtige systemen de beste resultaten geven. Het ki-systeem, PAMmla gedoopt, wordt ook ter beschikking van collegaonderzoekers gesteld. Heel fijn.
Onderzoekers rond Michael Wheeler van het Mass General Brigham-ziekenhuis laten zien hoe schaalbare eiwittechnologie in combinatie met machineleren de vooruitgang op het gebied van gen- en celtherapie kan versnellen. In hun onderzoek ontwikkelden ze een algoritme voor machinaal leren (PAMmla), dat de eigenschappen van ongeveer 64 miljoen genoombewerkende enzymen kan voorspellen.
Dat is allemaal bedoeld om de mindere kantjes van de veel gebruikte techniek voor genoombewerking (de CRISPR-methode) er van af te slijpen, zoals het onbedoeld veranderen van het genoom en het opvijzelen van de vaak toch maar bescheiden effectiviteit.
“Onze studie is een eerste stap in de snelle uitbreiding van ons repertoire van effectieve en veilige CRISPR/Cas9-enzymen. In ons artikel tonen we het nut aan van deze door PAMmla voorspelde enzymen om ziekteverwekkende DNA-sequenties in cellen van mens en muis nauwkeurig te bewerken”, stelt medeonderzoeker Ben Kleinstiver.
“Voortbouwend op deze bevindingen kunnen deze hulpmiddelen ook door de gemeenschap worden gebruikt en we kunnen dit raamwerk ook toepassen op andere eigenschappen en enzymen in het repertoire voor genoombewerking.”
Proeve van bewijs
Een van de belangrijkste elementen bij het gebruik van de CRISPR/Cas9-methode is dat de enzymen een korte DNA-sequentie, een PAM, moeten lokaliseren en zich hieraan moeten binden. Onderzoekers gebruikten ki om de PAMs van miljoenen Cas9-enzymen te voorspellen. Hiermee identificeerden ze al een reeks nieuwe, gemanipuleerde Cas9-enzymen die de beste activiteit en specificiteit op het beoogde doel zouden hebben.
De onderzoekers deden daarmee ook daadwerkelijk proeven met menselijke cellen en met muisjes met een netvliesafwijking. Hieruit bleek dat de op maat gemaakte enzymen een grotere specificiteit hadden dan het gebruikelijke CRISPR-gereedschap.
“Een belangrijke uitkomst van dit werk is de creatie van dit PAMmla-model, dat nu door onderzoekers kan worden gebruikt om op maat gemaakte enzymen te voorspellen die uniek zijn afgestemd op hun specifieke toepassingen”, aldus hoofdauteur Rachel Silverstein. “Met dit model beschikken we nu over een enorme gereedschapskist met veilige en nauwkeurige Cas9-eiwitten die voor uiteenlopende therapeutische en onderzoekstoepassingen kunnen worden ingezet.”
Bron: phys.org