AI设计是特定类型的细胞的“基因开关”

《科学技术日报》（记者张曼甘兰）细胞杂志于5月8日发布了一项新研究：西班牙基因组中心团队使用生成人工智能（AI）来设计一个可以遵循的合成DNA，以遵循“基因开关”来控制特定的哺乳动物细胞。这种发展是合成生物学领域的一个里程碑。该技术可以根据特定需求“创建”自然界中不存在的DNA片段。该团队训练了AI模型，以预测适当的DNA字母组合（A，T，C，G），以实现特定细胞类型中的基因表达模式。例如，干细胞可以允许食用一个基因，该基因可以在红细胞而不是血小板中发展。然后，罪魁祸首sobone合成了大约250个字母的DNA片段，并通过病毒载体将其引入细胞。为了验证其有效性，团队要求AI设计对荧光蛋白基因的DNA依从性，然后将其插入小鼠的随机位置细胞基因组。结果表明，基因的表达与期望完全一致，证明了AI设计的合成增强剂的功能是正常的。在生物医学科学领域，许多疾病来自特定细胞中异常基因的表达，而传统方法只能依靠自然界中现有的DNA调节元件，例如增强子进行干预。但是，这些类型的增强剂是有限的，难以满足复杂的治疗用途。在AI中，科学家可以创建“基因开关”。这些人工增强剂可以精确设计为仅在特定细胞中起作用的“开/关”模式，从而显着降低了对健康细胞的影响。这种准确的调节对于开发新一代基因疗法至关重要。但是，训练这样的AI模型并不容易，与增强器相关的高质量数据总是很少。结果，团队对最近五年来开发最大的血细胞合成增强剂数据库。他们已经测试了38个不同转录因子的位点和强度，并监测了血细胞发育七个阶段的每个增强剂活性的变化。还发现了PAG - aaral一些有趣的现象：尽管大多数增强子都调节基因活性，例如“旋钮量”，但某些组合也显示出“负协同作用” - 也就是说，这是两个最初仅促进基因表达的因素，这些因素仅促进基因表达，这在它们出现时预防了基因活性。这种非线性关系为理解基因调节提供了一种新的观点。这一成功为未来的个性化医疗和准确的基因疗法打开了新的门。