在天文学领域的新闻动态中,人工智能与基因编辑技术的结合引发了科学界的广泛关注。中国科学院遗传与发育生物学研究所(以下简称遗传发育所)的研究员高彩霞和她的团队进行了一次具有里程碑意义的试验,他们将AlphaFold2的人工智能系统与现有的基因编辑技术相结合,以探索其在精准编辑生命物种DNA中的潜力。
这项研究不仅开辟了一个全新的研究领域,而且为医学、农业等多个行业提供了前所未有的应用机会。在过去十年中,高彩霞团队一直致力于完善CRISPR-Cas9等基因剪刀技术,并成功地应用这些工具到水稻、小麦、玉米和番茄等农作物上。他们认为,这些突破性成就将彻底改变我们对生命密码改写的理解。
然而,尽管目前已有碱基编辑技术,可以实现特定位置上的精准替换,但仍存在诸如效率低下、序列偏好性以及脱靶风险等问题。这意味着当前使用的一些脱氨酶可能无法满足所有需求,因此科学家们正在不断寻找更好的解决方案。
正是在这个背景下,高彩霞和她的团队决定尝试将AlphaFold2辅助蛋白质结构预测,并基于结构进行分类,以开发出一系列新型碱基编辑工具。通过这一过程,他们意外发现了一系列全新的脱氨酶家族,这些家族成员来自于原核生物,如细菌,而不是常见于真核生物如哺乳动物或鱼类中的rAPOBEC1脱氨酶家族。
这些新发现的脱氨酶被证明能够实现双链DNA脱氨功能,有一些甚至展现出非常高的编辑活性和明显的GC序列偏好性。此外,一些其他新发现的脱氨酶在测试时几乎没有检测到任何不期望的情况,即“靶向”错误。这使得它们成为未来用于治疗遗传病或进行农业育种的一流选择。
此外,该团队还成功打造出了这些新型碱基编辑器的小型版本,这可以增强递送灵活性,同时保持其原有基因组编辑效率。此外,在动物和植物细胞中,小规模测试表明这些工具具有广泛且有效的地位,为未来医学和农业应用奠定基础。
总之,当人类工程师为生命科技插上了人工智能的大翅膀,“大礼包”便悄然降临,使得我们能够从源头上探索自己的工具,从而夯实我国在这方面独树一帜的事业发展。