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

Do ugandského národního parku se po dekádách vrátili nosorožci

Tento týden byli v národním parku Kidepo Valley na severovýchodě Ugandy vypuštěni do volné přírody dva bílí nosorožci jižní. Jsou prvními ze skupiny osmi jedinců, kteří se mají usadit v parku, kde byl poslední nosorožec zabit v roce 1983. Na jejich navrácení do místní přírody nyní částečně dohlíží Ugandský úřad pro ochranu divoké zvěře (UWA).
před 7 hhodinami

Vědci popsali, kdy se mezi indiány rozšířily luky a šípy

Nový archeologický výzkum zkoumal nejstarší zbraňové artefakty nalezené v Severní Americe. Vědcům se je podařilo velmi přesně datovat, takže poprvé dokázali popsat, kdy tam luky a šípy nahradily oštěpy a praky.
před 7 hhodinami

Archeologové našli ve Velkém Meziříčí středověkou studnu a asi i základ pranýře

Ve středu Velkého Meziříčí letos archeologové odkryli zasypanou středověkou studnu a kruhový podstavec, který zřejmě sloužil jako pranýř. Našli také základy středověké pece. Oznámil to Šimon Kochan ze zapsaného ústavu Archaia Brno, který na místě pracuje. Záchranný archeologický výzkum doprovází postupnou obnovu náměstí a přilehlých ulic, která začala loni zjara. Stavební práce budou podle radnice dokončené příští rok.
před 8 hhodinami

VideoUnikátním ekosystémem Pražského hradu se zabývali přírodovědci

Pražský hrad byl sídlem králů, císařů i prezidentů. Ale také více než sedmi stovek druhů rostlin, 220 druhů hmyzu a více než čtyřiceti druhů ptáků. Teď tam přírodovědci popsali dokonce několik druhů, které až doposud z tuzemské přírody vůbec neznali – včetně unikátního roztoče pancířníka. Nejzajímavějším místem v areálu je podle biologů Jelení příkop, který obsahuje neporušenou „krajinu“, jež sahá až do dob mamutích stepí z doby ledové.
před 11 hhodinami

„Panna Maria ze Szopienic“ zachraňovala olověné děti. O hrdinství čtyřicet let mlčela

Panna Maria ze Szopienic nebo slezská Erin Brokovich - to jsou dvě přirovnání, která se používají v souvislosti s polskou pediatričkou Jolantou Wadowskou-Król. Hrdinka nového seriálu platformy Netflix Olověné děti zachránila v podstatě tajně až skoro ilegálně stovky dětí před vážnými zdravotními problémy. Ty jim způsobovala otrava olovem z hutí v polských Szopienicích. To se ovšem nelíbilo komunistům, a tak Wadowská za své hrdinství tvrdě zaplatila. A svůj příběh držela v utajení - až dokud ho neobjevila její vnučka a o několik let později i filmaři.
před 12 hhodinami

Víc než polovina kojenců tráví čas u mobilu nebo televize, vyplývá z průzkumu

Celkem padesát pět procent dětí mladších než dvanáct měsíců pravidelně tráví čas u mobilu, tabletu či televize. Více než hodinu denně tato zařízení sleduje čtyřicet jedna procent batolat od jednoho do dvou let. Mezi předškoláky je to šedesát osm procent dětí. Vyplývá to z průzkumu agentury STEM, který představil spolek Zvedni hlavu a Nadace O2. Podle předsedkyně Asociace klinických logopedů Barbory Richtrové jsou čísla výrazně vyšší, než jaká jsou v tomto ohledu doporučení odborníků.
včera v 17:26

Virus chikungunya se šíří do Evropy, kvůli oteplování asi pronikne i do Česka

Až donedávna byl virus chikungunya spojený jen s tropickými zeměmi. Vloni už ale způsobil stovky nákaz i ve Francii a Itálii. Britští vědci teď detailně popsali, jak moc na sever může proniknout. V rozhovoru pro Českou televizi upozornili, že mezi ohroženými zeměmi je i Česko.
včera v 12:51

VideoAI a válka s Íránem zdražují elektroniku. Na víc vyjdou počítače či mobily

Situace kolem války na Blízkém východě se kromě cen energií a komodit negativně dotýká i elektroniky. Znamená to například dražší počítače nebo mobilní telefony, řekl pro ČT Vladimír Janíček z elektrotechnické fakulty ČVUT. Už před několika měsíci kvůli vysoké poptávce ze strany datových center pro umělou inteligenci přitom vystřelily nahoru ceny hlavně některých základních počítačových komponent – zejména pamětí. Nyní se může do cen čipů propsat ztížená logistika i dražší výroba způsobená nedostatkem energetických surovin, jakými jsou plyn a ropa.
včera v 11:07
Načítání...