Arbete som publiceras idag i @NatureBiotech från Arcs @LukeGilbertSF & @pdhsu laboratorier presenterar ett nytt sätt att infoga stora DNA-sekvenser i genomet med hjälp av konstruerade rekombinaser som inte kräver DNA-skärning eller är beroende av cellens reparationsmaskineri.

Rekombinaser är enzymer som kan infoga DNA på specifika platser i genomet utan att behöva skapa dubbelsträngsbrott som CRISPR gör. Befintliga rekombinaser har dock begränsningar – de hanterar endast ~5 % effektivitet och träffar ofta hundratals webbplatser som inte är mål.

Teamet utvecklade en omfattande teknisk strategi för att förbättra både effektivitet och specificitet, genom att kombinera evolutionär screening för att hitta bättre mutationer, maskininlärning för att förutsäga vilka mutationer som fungerar tillsammans och fusion av enzymet till dCas9 för att vägleda det till rätt plats.

De testade tusentals mutationer för att identifiera vilka som förbättrade enzymet och använde sedan beräkningsmodeller för att förutsäga hur en kombination av mutationer skulle påverka prestandan, vilket gjorde att de snabbt kunde bygga mycket optimerade varianter.

De bästa varianterna uppnådde 97 % specificitet och upp till 53 % effektivitet, en 7,5-faldig ökning av noggrannhet och 12-faldig ökning av effektivitet jämfört med startenzymet. Detta innebär att forskare nu kan välja varianter som är optimerade för maximal effektivitet, specificitet eller en balans mellan båda.