ИИ помог создать «тормоза» для технологии CRISPR

Дизайн ингибиторов, нацеленных на HEPN-домен LbuCas13a. Автор: Nature Chemical Biology (2026). DOI: 10.1038/s41589-025-02136-3

В прошлом году десятимесячный младенец в США стал первым человеком в мире, чье редкое генетическое заболевание было эффективно вылечено с помощью технологии редактирования генов CRISPR. Однако широкое внедрение CRISPR для лечения различных генетических состояний сдерживается её непредсказуемостью и потенциальной способностью наносить вред здоровым генам. Теперь команда учёных из Мельбурна использовала искусственный интеллект для разработки быстрого и точного способа «обуздать» CRISPR.

CRISPR, которую часто описывают как «генетические ножницы», позволяет учёным с высокой точностью вырезать, удалять и заменять дефектные гены.

Но, несмотря на свою мощь, технологии CRISPR имеют известные риски безопасности: активный фермент может задерживаться в клетках и вызывать непреднамеренные повреждения ДНК или РНК — так называемые «внецелевые эффекты», — которые могут спровоцировать вредные мутации в здоровых генах. Именно здесь на помощь приходят анти-CRISPR. Эти молекулы, полученные от вирусов, заражающих бактерии, могут контролировать систему CRISPR и сдерживать её. Проблема в том, что они встречаются редко и их крайне сложно найти.

Команда под руководством доцента Гэвина Кнотта из Института биомедицинских открытий Университета Монаша в сотрудничестве с Д. Рисом Гринтером из Института молекулярных наук и биотехнологии Bio21 при Мельбурнском университете опубликовала исследование в журнале Nature Chemical Biology. В нём описывается использование ИИ для создания высокоэффективного и быстрого подхода к разработке молекул анти-CRISPR.

Ведущий автор работы и специалист по дизайну белков, доктор Синтия Тавено из Университета Монаша, заявляет: «Используя ускоренный ИИ дизайн белков, мы быстро создали функциональные ингибиторы CRISPR, которые работают в бактериальных и человеческих клетках».

По словам доцента Кнотта, возможность «разрабатывать индивидуальные ингибиторы, которые могут держать CRISPR "в узде", будет способствовать дальнейшему развитию инструментов CRISPR в различных областях применения: исследованиях, медицине, сельском хозяйстве и микробиологии».

За последнее десятилетие исследований CRISPR было идентифицировано всего 118 молекул анти-CRISPR. Как отмечает доктор Гринтер, «Обнаружение естественных ингибиторов против клинически значимых мишеней остаётся сложной и трудоёмкой задачей».

«В этом исследовании мы внедрили быстрый подход к дизайну анти-CRISPR, который использует ИИ для создания высокоточных и специфичных анти-CRISPR, в данном случае для контроля активности РНК-редактора».

Новый подход значительно быстрее традиционных процессов открытия белков: от выбора мишени до идентификации перспективных кандидатов проходит всего 8 недель. Это серьёзное ускорение на пути к полномасштабной разработке для клинического использования.

Источник: Monash University