Нейросеть научили оценивать точность редактирования генома

Нейросеть научили оценивать точность редактирования генома

Биоинформатики разработали нейросеть, которая может предугадать, насколько эффективным будет редактирование генома при выборе определенного РНК-шаблона для работы с системой CRISPR/Cas9. Описание разработки опубликовал научный журнал Nucleic Acids Research, кратко об этом пишет пресс-служба Российского научного фонда.
 113 •
  0
02.01.2022
shutterstock.com

Геномный редактор CRISPR/Cas9 был открыт в начале 2010 годов. С тех пор он пережил несколько модернизаций, которые позволяют ученым использовать его для редактирования генома почти со стопроцентной точностью.

Ученые под руководством профессора Сколковского института науки и технологий Константина Северинова разработали нейросеть, которая позволяет оценивать успешность применения CRISPR/Cas9 еще до проведения первых опытов по редактированию структуры того или иного участка ДНК.

Для работы CRISPR/Cas9 нужен шаблон – короткая молекула РНК, с помощью которой можно распознать редактируемый сегмент генома. От ее структуры и длины зависит, насколько часто белок Cas9 будет распознавать искомый участок ДНК и вносить случайные ошибки в другие участки генома, которые на него похожи.

Северинов и его коллеги проверили, можно ли использовать нейросеть для автоматического поиска таких РНК-шаблонов, которые одновременно позволяют максимально эффективно редактировать ДНК и при этом вносить минимум побочных изменений в структуру генома.

Для решения этой задачи ученые объединили математические методы, которые применяются при статистическом моделировании, с так называемой капсульной нейросетью, которая может быстро учиться на небольшом наборе исходных данных. Для обучения и проверки работы этой нейросети ученые использовали три больших набора РНК-шаблонов, чья эффективность и другие свойства были изучены в ходе реальных биологических экспериментов.

Дальнейшие наблюдения за работой нейросети показали, что она может точно предсказывать, насколько эффективно проходит редактирование ДНК при использовании того или иного набора РНК-шаблонов. Используя эту систему ИИ, Северинов и его коллеги подготовили набор молекул РНК, позволяющих менять структуру генов 22-й хромосомы человека.

Аналогичным образом, как отмечают ученые, можно подготовить оптимальные шаблоны для редактирования всех остальных участков человеческого генома. Это значительно упростит и удешевит эксперименты по подбору генной терапии для лечения различных врожденных заболеваний, подытожили авторы открытия.

Источник: nauka.tass.ru

Комментарии для сайта Cackle

Актуальное

Главное


Партнеры

Все партнеры