AG九游会-人工智能设计出数千新DNA开关，精准控制基因表达—新闻—科学网

据《天然》杂志23日颁发的论文，美国杰克逊尝试室、麻省理工学院和哈佛年夜学布罗德研究所和耶鲁年夜学的团队操纵人工智能（AI）手艺设计出数千个新的DNA开关。这些新设计的元件可以或许精准节制基因在分歧类型细胞中的表达，为人类健康与医学研究供给了史无前例的可能性。

图形暗示顺式调控元件若何阐扬感化打开或封闭基因，有望带来加倍切确和个性化的基因疗法。图片来历：麻省理工学院和哈佛年夜学布罗德研究所

虽然最近几年来，基因编纂和其他基因医治手段已让科学家可以或许在活细胞中点窜基因，但要在不干扰全部生物体的环境下，只对某一类型的细胞进行基因干涉干与，仍然存在挑战。这首要是由于对节制基因开启和封闭的DNA开关——顺式调理元件（CRE）的理解还不敷深切。此次立异的焦点在在，新方式可以针对特定的细胞类型来提高或下降基因表达，却不会影响到身体其他部门。

团队采取了深度进修算法，基在数十万小我类基因组中的DNA序列练习了一个模子。经由过程这个模子，他们可在尝试室情况中丈量3种细胞（血液、肝脏和年夜脑）中CRE的活性。该AI模子可猜测肆意序列的活性，从而揭露了DNA中新的模式和CRE序列的语法是若何影响RNA生成量的。

基在上述发现，团队构建了名为CODA（计较优化DNA活性）的平台。经由过程连系尝试数据和计较建模的迭代进程，该平台不竭改良其猜测CRE生物学效应的能力，成功设计出了天然界中不曾呈现过的CRE。

颠末测试，新设计的合成CRE表示出了比自然存在的CRE更优良的细胞类型特异性。它们不但包括了增进方针细胞类型中基因表达的序列，还含有按捺非方针细胞类型中基因表达的元素。今朝，团队已在斑马鱼和小鼠身上验证了几种合成CRE序列的有用性。

这一冲破性进展意味着，将来可能实现加倍切确和个性化的基因疗法，为预防和医治疾病斥地了新路子。

在生物体内，其实不是所有基因城市在适合的细胞和适合的时候点阐扬感化。CRE的功能，就在在确保恰当的基因在准确的时候、准确的地址被激活。比方，避免皮肤细胞利用了年夜脑所需的基因，或是避免成人体内激活仅在初期发育阶段需要的基因。此次团队不但合成了全新的CRE，还展现了若何利用这些CRE选择性地激活年夜脑、肝脏或血液细胞中的基因，同时确保这些基因在其他类型的细胞中连结缄默。这在生物医学和手艺上具有两重主要意义。

（原题目：人工智能设计出数千个新DNA开关，可精准节制基因表达）

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