El trabajo publicado hoy en @NatureBiotech de los laboratorios de Arc, @LukeGilbertSF y @pdhsu, presenta una nueva forma de insertar grandes secuencias de ADN en el genoma utilizando recombinasas diseñadas que no requieren cortar ADN ni dependen de la maquinaria de reparación de la célula.

Las recombinasas son enzimas capaces de insertar ADN en sitios específicos del genoma sin necesidad de crear rupturas de doble cadena como lo hace CRISPR. Sin embargo, las recombinasas existentes tienen limitaciones: gestionan solo ~5% de eficiencia y a menudo impactan en cientos de sitios fuera del objetivo.

El equipo desarrolló una estrategia de ingeniería integral para mejorar tanto la eficiencia como la especificidad, combinando la selección evolutiva para encontrar mejores mutaciones, el aprendizaje automático para predecir qué mutaciones funcionan juntas y fusionando la enzima con dCas9 para guiarla a la ubicación correcta.

Probaron miles de mutaciones para identificar cuáles mejoraban la enzima, luego utilizaron modelos computacionales para predecir cómo la combinación de mutaciones impactaría en el rendimiento, lo que les permitió construir variantes altamente optimizadas rápidamente.

Las mejores variantes lograron un 97% de especificidad y hasta un 53% de eficiencia, un aumento de 7.5 veces en precisión y un aumento de 12 veces en eficiencia en comparación con la enzima inicial. Esto significa que los investigadores ahora pueden elegir variantes optimizadas para la máxima eficiencia, especificidad o un equilibrio entre ambas.