Робота, опублікована в @NatureBiotech лабораторії Arc's @LukeGilbertSF & @pdhsu, представляє новий спосіб вставки великих послідовностей ДНК в геном за допомогою інженерних рекомбіназ, які не вимагають розрізання ДНК і не покладаються на механізм відновлення клітини.

Рекомбінази — це ферменти, здатні вставляти ДНК у певні ділянки геному без необхідності створювати дволанцюгові розриви, як це робить CRISPR. Існуючі рекомбінази, однак, мають обмеження – ефективність лише ~5% і часто потрапляння в сотні нецільових сайтів.

Команда розробила комплексну інженерну стратегію для покращення як ефективності, так і специфічності, поєднуючи еволюційний скринінг для пошуку кращих мутацій, машинне навчання для прогнозування того, які мутації працюють разом, і злиття ферменту з dCas9, щоб направити його в правильне місце.

Вони протестували тисячі мутацій, щоб визначити, які з них покращують фермент, а потім використовували комп'ютерні моделі, щоб передбачити, як комбінація мутацій вплине на продуктивність, що дозволило їм швидко створювати високооптимізовані варіанти.

Кращі варіанти досягали специфічності 97% і до 53% ефективності, збільшення точності в 7,5 разів і збільшення ефективності в 12 разів в порівнянні з вихідним ферментом. Це означає, що дослідники тепер можуть вибирати варіанти, оптимізовані для максимальної ефективності, специфічності або балансу обох.