Индийские ученые испытали ИИ-разработанный редактор генома для сельхозкультур
Ученые индийского Центрального института исследований риса сообщили о первой успешной проверке созданного искусственным интеллектом инструмента редактирования генома в растениях. Разработка может расширить набор доступных решений для селекции урожайных и устойчивых культур.
Ученые Центрального института исследований риса при Индийском совете сельскохозяйственных исследований сообщили о создании и экспериментальной проверке первого в мире инструмента редактирования генома растений, спроектированного искусственным интеллектом. The Hindu BusinessLine пишет, что эта работа выводит отрасль за пределы существующих систем CRISPR, которые в основном опираются на природные белки микробного происхождения. Для растениеводства это важно, потому что открывает путь к более гибким инструментам улучшения культур без внесения чужеродных генов.
Сам принцип геномного редактирования материал описывает как точечную работу с ДНК растения, когда можно вырезать или изменить нужный участок для получения признаков вроде более высокой урожайности, устойчивости к климатическим стрессам или болезням. До сих пор такие решения строились на белках, заимствованных у бактерий и других микроорганизмов. Новизна индийской работы в том, что искусственный интеллект помог спроектировать совершенно новые ферменты, которые способны эффективно работать внутри растительной клетки.
Команда под руководством ученого Kutubuddin Ali Molla показала, что такие ИИ-разработанные ферменты могут точно редактировать ДНК растений и обеспечивать knockout генов, base editing и prime editing в культурах. В публикации отмечается, что ранее похожая ИИ-система была создана в США для человеческих клеток, однако для растений это первое успешное подтверждение работоспособности. Исследование было принято к публикации в международном журнале New Phytologist после размещения на сервере препринтов BioRxiv.
Новая платформа получила название Plant-OpenCRISPR1, или POC1, и построена на основе OpenCRISPR-1, ИИ-сгенерированной нуклеазы для человеческих клеток. По словам Molla, это важно, потому что нынешние системы геномного редактирования в значительной степени зависят от узкого набора бактериальных ферментов вроде Cas9 и Cas12a, которые в растительных системах имеют ограничения. Исследователь также подчеркнул, что проектирование белков с помощью больших языковых моделей, обученных на огромном массиве природных последовательностей, уже меняет подход к инженерии нуклеаз.
Команда заявляет, что разработанный набор инструментов на базе OC1 был валидирован на рисе как модельной культуре и показал высокую эффективность в нескольких типах редактирования. Molla отметил, что POC1, как и OC1, будет открыт для академического и коммерческого использования, что потенциально снижает барьеры доступа и часть ограничений, связанных с патентами на существующие системы CRISPR. В исследовательскую группу также вошли Priya Das, Romio Saha, Debasmita Panda, Chandana Ghosh, S. P. Avinash, Sonali Panda и Mirza J. Baig из CRRI в Каттаке. Для агросектора это может стать базой для более точной и дешевой разработки новых признаков, связанных с продовольственной безопасностью и устойчивостью производства.