Uno studio pubblicato oggi su @NatureBiotech dal laboratorio @pdhsu presenta un nuovo modo per inserire grandi sequenze di DNA nel genoma utilizzando ricombinasi ingegnerizzate che non richiedono il taglio del DNA né si basano sulla macchina di riparazione della cellula.

Le ricombinasi sono enzimi capaci di inserire DNA in siti specifici del genoma senza la necessità di creare rotture a doppio filamento come fa il CRISPR. Tuttavia, le ricombinasi esistenti hanno limitazioni: gestiscono solo ~5% di efficienza e colpiscono spesso centinaia di siti off-target.

Il team ha sviluppato una strategia ingegneristica completa per migliorare sia l'efficienza che la specificità, combinando lo screening evolutivo per trovare migliori mutazioni, l'apprendimento automatico per prevedere quali mutazioni funzionano insieme e fondendo l'enzima con dCas9 per guidarlo nella posizione corretta.

Hanno testato migliaia di mutazioni per identificare quali migliorassero l'enzima, quindi hanno utilizzato modelli computazionali per prevedere come la combinazione delle mutazioni avrebbe impattato sulle prestazioni, permettendo loro di costruire varianti altamente ottimizzate rapidamente.

Le migliori varianti hanno raggiunto il 97% di specificità e fino al 53% di efficienza, un aumento di 7,5 volte nella precisione e un aumento di 12 volte nell'efficienza rispetto all'enzima di partenza. Questo significa che i ricercatori possono ora scegliere varianti ottimizzate per la massima efficienza, specificità o un equilibrio tra entrambi.