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.

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.

ЧИТАЙТЕ ТАК ЖЕ:  Пациент погиб после введения генного препарата для лечения миодистрофии Дюшенна

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

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *