Vandaag gepubliceerd in @NatureBiotech van Arc's @LukeGilbertSF & @pdhsu labs, presenteert een nieuwe manier om grote DNA-sequenties in het genoom in te voegen met behulp van gemodificeerde recombinases die geen DNA-knipwerk vereisen of afhankelijk zijn van de herstelmechanismen van de cel.

Recombinases zijn enzymen die in staat zijn om DNA op specifieke plaatsen in het genoom in te voegen zonder dat ze dubbele-strengs breuken hoeven te creëren zoals CRISPR doet. Bestaande recombinases hebben echter beperkingen – ze behalen slechts ~5% efficiëntie en raken vaak honderden off-target locaties.

Het team heeft een uitgebreide engineeringstrategie ontwikkeld om zowel de efficiëntie als de specificiteit te verbeteren, door evolutionaire screening te combineren om betere mutaties te vinden, machine learning om te voorspellen welke mutaties samen werken en het enzym te fuseren met dCas9 om het naar de juiste locatie te leiden.

Ze testten duizenden mutaties om te identificeren welke het enzym verbeterden, en gebruikten vervolgens computationele modellen om te voorspellen hoe het combineren van mutaties de prestaties zou beïnvloeden, waardoor ze snel sterk geoptimaliseerde varianten konden bouwen.

De beste varianten behaalden 97% specificiteit en tot 53% efficiëntie, een 7,5-voudige toename in nauwkeurigheid en een 12-voudige toename in efficiëntie ten opzichte van het startenzym. Dit betekent dat onderzoekers nu varianten kunnen kiezen die geoptimaliseerd zijn voor maximale efficiëntie, specificiteit of een balans tussen beide.