Arcin @LukeGilbertSF & @pdhsu laboratorioiden tänään vuonna @NatureBiotech julkaistu tutkimus esittelee uuden tavan lisätä suuria DNA-sekvenssejä genomiin käyttämällä muokattuja rekombinaaseja, jotka eivät vaadi DNA-leikkausta tai jotka ovat riippuvaisia solun korjauskoneistosta.

Rekombinaasit ovat entsyymejä, jotka pystyvät lisäämään DNA:ta tiettyihin genomin kohtiin ilman, että niiden tarvitsee luoda kaksijuosteisia katkoksia, kuten CRISPR tekee. Olemassa olevilla rekombinaaseilla on kuitenkin rajoituksia – ne hallitsevat vain ~5 % tehokkuutta ja osuvat usein satoihin kohteen ulkopuolisiin kohteisiin.

Tiimi kehitti kattavan suunnittelustrategian parantaakseen sekä tehokkuutta että spesifisyyttä, yhdistäen evoluutioseulonnan parempien mutaatioiden löytämiseksi, koneoppimisen ennustamaan mitkä mutaatiot toimivat yhdessä ja yhdistämällä entsyymin dCas9:ään ohjaamaan sen oikeaan paikkaan.

He testasivat tuhansia mutaatioita tunnistaakseen, mikä paransi entsyymiä, ja käyttivät sitten laskennallisia malleja ennustaakseen, kuinka mutaatioiden yhdistäminen vaikuttaisi suorituskykyyn, jolloin he pystyivät rakentamaan erittäin optimoituja variantteja nopeasti.

Parhaat variantit saavuttivat 97 % spesifisyyden ja jopa 53 % tehokkuuden, 7,5-kertaisen tarkkuuden ja 12-kertaisen tehokkuuden lähtöentsyymiin verrattuna. Tämä tarkoittaa, että tutkijat voivat nyt valita muunnelmia, jotka on optimoitu maksimaalisen tehokkuuden, spesifisyyden tai molempien tasapainon saavuttamiseksi.