Karya yang diterbitkan hari ini di @NatureBiotech dari laboratorium @LukeGilbertSF & @pdhsu Arc menyajikan cara baru untuk memasukkan urutan DNA besar ke dalam genom menggunakan rekombinase rekayasa yang tidak memerlukan pemotongan DNA atau bergantung pada mesin perbaikan sel.

Rekombinase adalah enzim yang mampu memasukkan DNA di lokasi tertentu dalam genom tanpa perlu membuat pemutusan untai ganda seperti yang dilakukan CRISPR. Rekombase yang ada, bagaimanapun, memiliki keterbatasan – mengelola hanya ~ 5% efisiensi & sering mencapai ratusan situs di luar target.

Tim mengembangkan strategi rekayasa komprehensif untuk meningkatkan efisiensi & spesifisitas, menggabungkan skrining evolusioner untuk menemukan mutasi yang lebih baik, pembelajaran mesin untuk memprediksi mutasi mana yang bekerja sama & menggabungkan enzim ke dCas9 untuk membimbingnya ke lokasi yang benar.

Mereka menguji ribuan mutasi untuk mengidentifikasi mana yang meningkatkan enzim, kemudian menggunakan model komputasi untuk memprediksi bagaimana menggabungkan mutasi akan memengaruhi kinerja, memungkinkan mereka untuk membangun varian yang sangat dioptimalkan dengan cepat.

Varian terbaik mencapai spesifisitas 97% & efisiensi hingga 53%, peningkatan akurasi 7,5 kali lipat & peningkatan efisiensi 12 kali lipat dibandingkan enzim awal. Ini berarti peneliti sekarang dapat memilih varian yang dioptimalkan untuk efisiensi maksimum, spesifisitas, atau keseimbangan keduanya.