AI在人类基因中的应用

Profluent (profluent.bio，AI+生物学的公司）宣布使用完全由 AI 设计的基因编辑器成功编辑了人类细胞中的 DNA。

论文: biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.22.590591v1
Blog: profluent.bio/blog/editing-the-human-genome-with-ai

Design of highly functional genome editors by modeling the universe of CRISPR-Cas sequences（通过对 CRISPR-Cas 序列进行建模来设计功能强大的基因组编辑器）

论文摘要：
基因编辑有潜力解决农业、生物技术和人类健康方面的根本挑战。来自微生物的基于 CRISPR 的基因编辑器虽然功能强大，但在移植到非本地环境（例如人类细胞）时通常会表现出显着的功能权衡。人工智能 (AI) 支持的设计提供了一种强大的替代方案，有可能绕过进化限制并生成具有最佳属性的编辑器。

在这里，我们使用大规模生物多样性训练的大型语言模型（LLM），展示了通过人工智能设计的可编程基因编辑器首次成功精确编辑人类基因组。为了实现这一目标，我们通过系统挖掘 26 TB 的组装基因组和元基因组，整理了超过 100 万个 CRISPR 操纵子的数据集。我们通过在自然界中发现的 CRISPR-Cas 家族中生成 4.8 倍数量的蛋白质簇，并为 Cas9 样效应蛋白定制单引导 RNA 序列，证明了我们模型的能力。

与原型基因编辑效应器 SpCas9 相比，几个生成的基因编辑器显示出可比或改进的活性和特异性，同时在序列上相差 400 个突变。最后，我们展示了人工智能生成的基因编辑器，称为 OpenCRISPR-1，具有与碱基编辑的兼容性。我们公开发布 OpenCRISPR-1，以促进研究和商业应用中广泛、合乎道德的使用。