El trabajo publicado hoy en @NatureBiotech de los laboratorios @LukeGilbertSF & @pdhsu de Arc presenta una nueva forma de insertar grandes secuencias de ADN en el genoma utilizando recombinasas diseñadas que no requieren corte de 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 roturas de doble hebra como lo hace CRISPR. Sin embargo, las recombinasas existentes tienen limitaciones: administran solo ~ 5% de eficiencia y, a menudo, golpean cientos de sitios fuera del objetivo.

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

Probaron miles de mutaciones para identificar cuál mejoraba la enzima, luego usaron modelos computacionales para predecir cómo la combinación de mutaciones afectaría el rendimiento, lo que les permitió construir variantes altamente optimizadas rápidamente.

Las mejores variantes lograron una especificidad del 97% y hasta un 53% de eficiencia, un aumento de 7,5 veces en la precisión y un aumento de 12 veces en la eficiencia sobre la enzima inicial. Esto significa que los investigadores ahora pueden elegir variantes optimizadas para obtener la máxima eficiencia, especificidad o un equilibrio de ambas.