O trabalho publicado hoje na @NatureBiotech pelos laboratórios de Arc, @LukeGilbertSF e @pdhsu, apresenta uma nova forma de inserir grandes sequências de DNA no genoma usando recombinases engenheiradas que não requerem corte de DNA nem dependem da maquinaria de reparo da célula.

As recombinases são enzimas capazes de inserir DNA em locais específicos do genoma sem precisar criar quebras de dupla hélice como o CRISPR faz. As recombinases existentes, no entanto, têm limitações – gerenciando apenas ~5% de eficiência e frequentemente atingindo centenas de locais fora do alvo.

A equipa desenvolveu uma estratégia de engenharia abrangente para melhorar tanto a eficiência quanto a especificidade, combinando triagem evolutiva para encontrar melhores mutações, aprendizado de máquina para prever quais mutações funcionam em conjunto e fundindo a enzima ao dCas9 para guiá-la ao local correto.

Testaram milhares de mutações para identificar quais melhoravam a enzima, depois usaram modelos computacionais para prever como a combinação de mutações impactaria o desempenho, permitindo-lhes construir variantes altamente otimizadas rapidamente.

As melhores variantes alcançaram 97% de especificidade e até 53% de eficiência, um aumento de 7,5 vezes na precisão e um aumento de 12 vezes na eficiência em relação à enzima inicial. Isto significa que os investigadores podem agora escolher variantes otimizadas para máxima eficiência, especificidade ou um equilíbrio entre ambos.