發(fā)表在《03010》雜志上的一篇新論文報(bào)道了一種通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)致病基因變異精確可預(yù)測(cè)編輯的方法。這一成果建立了一種實(shí)現(xiàn)精確無(wú)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(xiàng)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(méi)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(guó)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(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)基因組修復(fù)結(jié)果的方法，實(shí)現(xiàn)了精確的無(wú)模板Cas9編輯。研究人員利用包含近2000對(duì)Cas9 RNA(gRNA)和人類(lèi)DNA靶標(biāo)的數(shù)據(jù)庫(kù)，訓(xùn)練了一個(gè)名為inDelphi的機(jī)器學(xué)習(xí)模型。根據(jù)該模型，5%~11%的針對(duì)人類(lèi)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(cè)的修復(fù)結(jié)果(稱(chēng)為“precision 50”)。InDelphi還可以使用無(wú)模板Cas9編輯來(lái)識(shí)別和預(yù)測(cè)致病基因變異的合適靶標(biāo)，包括一些曾經(jīng)被認(rèn)為無(wú)法通過(guò)這種方法找到的靶標(biāo)。
最后，研究人員通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，人類(lèi)細(xì)胞中近200個(gè)與赫爾曼斯基-普德拉克綜合征、門(mén)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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