Umělá inteligence vylepšuje CRISPR. Úprava genů bude snazší

Vědci z Kalifornské univerzity v Berkeley s pomocí umělé inteligence dokázali vytvořit vylepšení genetických nůžek CRISPR-Cas9. Toto vylepšení uvolnili i pro širokou vědeckou veřejnost. Editování genů by mělo být ještě jednodušší než v minulosti.

Genetické nůžky CRISPR-Cas9 mění dnešní svět jako málokterá jiná technologie. Jejich dopad by se dal srovnat snad jen s umělou inteligenci. Díky nim vznikají léky na dříve neléčitelné nemoci, vědci uvažují o tom, jak zbavit lidi ztráty sluchu, vylepšovat plodiny k vyšší plodnosti nebo odolnosti a také s nimi odhalují samotné základy života.

Vědci ale vlastně CRISPR-Cas9 nevymysleli. Našli ho v přírodě, konkrétně u bakterií, které se tímto mechanismem brání vůči virům. Lidští výzkumníci vlastně CRISPR „jenom“ ochočili.

A od té doby biochemici usilovně pátrají po dalších podobných tricích, které by mohli využít. Hledají je v mikrobech ve vodě, ve vzduchu, na temných místech na dně oceánů i v horkých pramenech nebo pivních kvasnicích. Ale teď přišli na další možnost, odkud podobné „další CRISPRy“ získat: ze snů umělých inteligencí (AI).

Umělé inteligence a nové biologické zázraky

Už před několika lety vědci upozornili na schopnost AI popisovat strukturu proteinů. AI to trvalo asi deset měsíců, přitom lidé na tom bez zásadního průlomu pracovali celé dekády. Letos jeden z týmů popsal, jak využili neuronovou síť vycvičenou na milionech bílkovinných sekvencí k návrhu proteinů pro úpravu genů CRISPR. Některé z těchto systémů fungují v laboratoři přesně podle očekávání.

Už v únoru přitom jiný tým oznámil, že vyvinul model vytrénovaný na mikrobiálních genomech a použil ho k návrhu nových systémů CRISPR, které se skládají z enzymu stříhajícího DNA nebo RNA a molekul RNA, které molekulární nůžky nasměrují, kam mají stříhat.

Podle expertů v oboru, kteří se vyjádřili pro odborný časopis Nature a zpravodajský web The New York Times, jde o značný pokrok, který umožňuje, aby se systémy CRISPR začaly využívat mnohem šířeji než v současné době.

Jazyk jako jazyk

Tyto úspěchy jsou v podstatě velmi podobné tomu, jak umělé inteligence pracují s přirozeným jazykem. Ten je podobně jako genetický kód vlastně souborem symbolů, které se podle nějakých pravidel seskupují a dohromady mají určité funkce. AI se tak může učit pracovat s kódy proteinů stejně jako chatboti na článcích, knihách nebo videích.

Stroj se tak na daném vzorku naučí dost, aby dokázat předpovědět, jak se budou chovat jiné podobné proteiny. Například pochopí, jak se k sobě budou dvě aminokyseliny hodit nebo jak budou fungovat dvě genetické sekvence vedle sebe.

AI pak vybavená touto znalostí může plnit spoustu různých úkolů, včetně navrhování zcela nových sekvencí. Dalo by se to připodobnit ke skládání kostiček lega, ale kdyby tyto kostičky měly tisíce různých tvarů, které ne vždy jdou napojit na sebe.

Vědci, kteří letos v dubnu v tomto úkolu uspěli, vylepšili systém známý jako ProGen. Ten už předtím využívali k vymýšlení nových antibakteriálních proteinů, teď ho ale přeškolili k tomu, aby „vyvíjel nové CRISPRy“.

Výsledky jsou zatím jen předběžné, ale zdá se, že se podařilo uspět v tom, aby se tento nástroj stal více univerzálním než v minulosti. Autoři z Kalifornské univerzity také dali celý model volně k dispozici, takže si budou moci vlastní „genetické nůžky“ vyvíjet i další laboratoře. A tím by se také dalo dříve dosáhnout přenosu těchto objevů do praxe.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Aplikace zlínských vědců by mohla přesněji předpovídat bleskové povodně

Vědci ze zlínské Univerzity Tomáše Bati skončili s testováním nové aplikace Flapris, která by mohla pomoci s přesnější předpovědí bleskových povodní. Systém správně odhadl nebezpečí ve třech ze čtyř případů, jak České televizi potvrdil jeden z tvůrců David Šaur. Podle něj včas určí místa, kde hrozí nebezpečí, kudy poteče voda a v jakém množství. Zpřesnit předpověď dokáže až na úroveň obcí. Systém budou vědci testovat ještě ve spolupráci s Českým hydrometeorologickým ústavem (ČHMÚ).
před 4 hhodinami

Husákovy děti stárnou, Česko na to není připraveno, varuje ředitel ÚZIS Dušek

Už za deset let bude Česká republika potřebovat o desítky tisíc víc lůžek pro dlouhodobě nemocné seniory, říkají data. Experti hledají způsoby, jak Českou republiku na tuto situaci připravit.
před 4 hhodinami

Do Německa se vrátila dětská obrna. Virus odhalili v Hamburku

Při rutinní analýze odpadních vod v Hamburku odhalili epidemiologové částice viru poliomyelitidy, který způsobuje dětskou obrnu. Nemoc se zatím v zemi nešíří a riziko podle úřadů zůstává nízké.
před 5 hhodinami

Polární vír se může zhroutit už v listopadu, předpovídají meteorologové

Polární vír se obvykle hroutí až na přelomu roku. Za posledních sedmdesát let se už v listopadu zhroutil jenom třikrát – a právě to se může stát i letos.
před 7 hhodinami
Načítání...