Krystal Kasal tərəfindən , Phys.org

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Andrew Zinin

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

ESM Tərs Qatlanma (ESM-IF1) modeli ilə RNT ilə idarə olunan nukleaza TnpB dizayn strategiyası. Kredit: Science (2026). DOI: 10.1126/science.aed6123

Alimlər, xüsusən də tibbdə ənənəvi CRISPR texnologiyasından istifadə edərək bir çox irəliləyişlər əldə ediblər, lakin indi onlar təbii olaraq təkamül keçirməmiş xüsusiyyətlərə malik həqiqətən yeni gen redaktə fermentləri yaratmağın yollarını axtarırlar. Science jurnalında dərc olunan yeni bir araşdırmada , təbii istinad fermentindən daha yaxşı nəticə göstərən SynTnpBs adlı yeni süni intellekt tərəfindən dizayn edilmiş sintetik TnpB fermenti təsvir edilmişdir.

Yeni gen redaktorlarının yaradılması

CRISPR alətləri, DNT-ni redaktə etmək (kəsmək, daxil etmək və ya düzəltmək) üçün fermenti genomdakı müəyyən bir hədəfə yönəltmək üçün proqramlaşdırıla bilən bələdçi RNT-dən istifadə edir. TnpB fermenti , CRISPR-Cas12 fermentləri adlanan müəyyən CRISPR fermentlərinin kompakt əcdadıdır. Tədqiqatçılar onun kiçik ölçüsünün onu bitkilərdə bəzi gen redaktələri kimi çatdırılma sahəsinin məhdud olduğu hallarda faydalı edə biləcəyini düşünürlər. Lakin bu fermentləri yenidən dizayn etmək çətin ola bilər.

Süni intellekt mürəkkəb genom redaktəsini avtomatlaşdırmaq və DNT təmir nəticələrini proqnozlaşdırmaq üçün faydalı olsa da, gen redaktə fermentləri yaratmaq üçün istifadə edilən əksər süni intellekt metodları hələ də təbii zülallara çox oxşar versiyalar yaratmışdır. Tədqiqatçılar yeni, faydalı xüsusiyyətlərə malik yeni redaktorlar yaratmağa çalışdıqda, DNT redaktə etmək üçün lazım olan molekulyar əlaqələri pozmadan zülalı dəyişdirməyin çətin olduğunu aşkar etmişlər.

Yeni tədqiqatın müəllifləri yazırlar ki, “Bu yanaşma dinamik açarların və DNT bağlayıcılarının generasiyası üçün uğurlu olsa da, çoxsaylı funksional domenlərə və konformasiya vəziyyətlərinə malik RNT ilə idarə olunan nukleazalar kimi mürəkkəb fermentlərin dizaynı cəlbedici, lakin həll olunmamış bir problem olaraq qalır.”

Variantları ayırmaq üçün yeni bir üsul

Məlum TnpB ferment quruluşundan başlayaraq, tədqiqatçılar yeni ardıcıllıqlar təklif etmək üçün ESM Tərs Qatlanma (ESM-IF1) modeli adlanan süni intellekt zülal dizayn modelindən istifadə etdilər. Təkamül məlumatlarından istifadə edərək, hansı amin turşularının RNT və ya DNT tanınması üçün vacib olduğunu seçdilər və onları dəyişməz saxladılar. Bu dizaynları bakteriyalarda sınaqdan keçirdilər və sonra insan hüceyrələrində və Arabidopsis bitki hüceyrələrində ən faydalı namizədləri sınaqdan keçirdilər. TnpB-nin bu aktiv, fərqli variantları “SynTnpB” adlandırıldı.

Bakterial müayinədə, 1980 dizayn edilmiş zülal-hissə kombinasiyasından 466-sı aşkar edilə bilən aktivlik göstərdi və təxminən 8%-i təbii istinad fermentindən daha yaxşı nəticə göstərdi. Yeni variantlar insan hüceyrələrində sınaqdan keçirildikdə, iki variant test genini təbii fermentdən daha səmərəli şəkildə redaktə etdi və orijinal ferment üçün 28%-ə qarşı 46% və 50%-ə çatdı. Digər yeni variantlar orijinal ilə müqayisə edilə bilən səmərəliliyə malik idi. Bəzi insan DNT hədəflərində ən yaxşı dizaynlar təbii TnpB-dən təxminən dörd dəfə daha yüksək redaktə təmin etdi.

Komanda həmçinin yeni variantların orijinaldan nə qədər fərqləndiyini ölçdü ki, onların çox oxşar olmamasını təmin etsin. Onlar yazırlar ki, “Təbii homologlarla >99% eyniliyi olan vəhşi tip DNT bağlanma domenlərini saxlayan zülallar yaradan LM-lərdən fərqli olaraq, struktur və təkamülə əsaslanan dizayn yanaşmamız təbiətdəki ən yaxın həmkarları ilə müvafiq olaraq 83% və 72% eyniliyi olan süni intellekt tərəfindən yaradılan kontaktlarla DNT və RNT ilə qarşılıqlı təsir göstərən loblar yaratdı.”

Tədqiqat yalnız bir kompakt nukleaza ailəsinə yönəlmişdi, buna görə də yanaşma bütün gen redaktorları üçün eyni dərəcədə yaxşı işləməyə bilər. Lakin nəticələr ümidvericidir və daha da təkmilləşdirmə və sınaqdan keçirmək nəticədə genetik tədqiqat metodlarını və kənd təsərrüfatı innovasiyalarını təkmilləşdirən daha yaxşı, daha kiçik redaktə vasitələri əldə etməyə imkan verə bilər.

Tədqiqat müəllifləri yazırlar ki, “RNT ilə idarə olunan sistemlərin və təkamül və strukturla idarə olunan modelə malik çevik nuklein turşusu bağlayıcılarının dizaynının təməlini qoyaraq, onların funksiyalarını generativ biologiya vasitəsilə təbii ardıcıllıq məhdudiyyətlərindən kənara və de novo dizaynına doğru genişləndirməyi, dizayn edilə bilən zülal məkanını genişləndirməyi nəzərdə tuturuq.”

Müəllifimiz Krystal Kasal tərəfindən sizin üçün yazılmış, Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş və Andrew Zinin tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmişdir — bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Nəşr detalları

Petr Skopintsev və digərləri, Minimal RNT ilə idarə olunan nukleazaların strukturu və təkamülə əsaslanan dizaynı, Elm (2026). DOI: 10.1126/science.aed6123

Jurnal məlumatları: Elm 

Əsas anlayışlar

xardalTəkamül, MolekulyarSüni intellekt