Naukowcy stwierdzili, że palce cynkowe to konfigurowalne białka, które mogą kierować naprawą DNA poprzez kierowanie enzymami do wycinania wadliwych segmentów z kodu DNA osoby. Można ich również użyć do niestandardowego dostosowania aktywności genu.

Jednak praca z białkami jest trudna, ponieważ tworzą one złożone połączenia z DNA. Naukowcy muszą być w stanie stwierdzić, w jaki sposób każdy palec cynkowy wchodzi w interakcję ze swoim sąsiadem dla każdej pożądanej zmiany genetycznej spośród niezliczonych możliwych kombinacji.

Aby temu zaradzić, naukowcy opracowali ZFDesign, sztuczną inteligencję, która wykorzystuje bazę danych prawie 50 miliardów możliwych interakcji palca cynkowego z DNA, aby pomóc w modelowaniu i projektowaniu edycji genów.

„Nasz program może zidentyfikować odpowiednią grupę palców cynkowych dla dowolnej modyfikacji, czyniąc ten rodzaj edycji genów szybszym niż kiedykolwiek wcześniej” – powiedział główny autor David Ichikawa w komunikacie prasowym NYU. Jest byłym absolwentem NYU Langone Health w Nowym Jorku.

Naukowcy stwierdzili, że ta technologia może przyspieszyć rozwój terapii genowych dla chorób takich jak mukowiscydoza, choroba Tay-Sachsa i anemia sierpowata, które wszystkie są spowodowane błędami w kolejności liter DNA, które kodują instrukcje obsługi każdej ludzkiej komórki.

Powiedzieli, że edycja palca cynkowego stanowi potencjalnie bezpieczniejszą alternatywę dla CRISPR, nagrodzonego Nagrodą Nobla narzędzia do edycji genów, używanego do celów, od znajdowania nowych sposobów zabijania raka po projektowanie bardziej odżywczych upraw.

Palce cynkowe są w całości pochodzenia ludzkiego, ale CRISPR polega na interakcji białek bakteryjnych z kodem genetycznym. Białka te mogą wywołać układ odpornościowy pacjenta, który zidentyfikuje je jako obce dla organizmu i zaatakuje je tak, jakby były typową infekcją.

Narzędzia z palcem cynkowym są również mniejsze i mogą zapewniać bardziej elastyczne techniki terapii genowej w porównaniu z CRISPR, dodali naukowcy.

„Przyspieszając projektowanie palców cynkowych w połączeniu z ich mniejszymi rozmiarami, nasz system toruje drogę do wykorzystania tych białek do kontrolowania wielu genów jednocześnie” – powiedział starszy autor Marcus Noyes, adiunkt biochemii i farmakologii molekularnej w NYU Grossman School medycyny w Nowym Jorku.

„W przyszłości takie podejście może pomóc w leczeniu chorób, które mają wiele przyczyn genetycznych, takich jak choroby serca, otyłość i wiele przypadków autyzmu” – powiedział w komunikacie.

Jednak Noyes ostrzegł, że palce cynkowe są nadal trudne do kontrolowania. Nie zawsze są specyficzne dla pojedynczego genu, więc niektóre kombinacje mogą prowadzić do niezamierzonych zmian w kodzie genetycznym poza zamierzonym celem.

Z tego powodu zespół planuje następnie udoskonalić program sztucznej inteligencji, aby tworzył bardziej precyzyjne grupy palców cynkowych, które podpowiadają tylko pożądaną edycję genu, powiedział Noyes.

Raport na temat ZFDesign został opublikowany online w czwartek w czasopiśmie Nature Biotechnology.

Więcej informacji

Harvard Medical School ma więcej informacji na temat palców cynkowych.

Copyright © 2023 Dzień Zdrowia. Wszelkie prawa zastrzeżone.