Індійські вчені випробували ШІ-розроблений редактор генома для сільгоспкультур
Вчені індійського Центрального інституту досліджень рису повідомили про першу успішну перевірку створеного штучним інтелектом інструмента редагування генома в рослинах. Розробка може розширити набір доступних рішень для селекції врожайних і стійких культур.
Вчені Центрального інституту досліджень рису при Індійській раді сільськогосподарських досліджень повідомили про створення та експериментальну перевірку першого у світі інструмента редагування генома рослин, спроєктованого штучним інтелектом. The Hindu BusinessLine пише, що ця робота виводить галузь за межі наявних систем CRISPR, які переважно спираються на природні білки мікробного походження. Для рослинництва це важливо, бо відкриває шлях до більш гнучких інструментів поліпшення культур без внесення чужорідних генів.
Сам принцип геномного редагування матеріал описує як точкову роботу з ДНК рослини, коли можна вирізати або змінити потрібну ділянку для отримання ознак на кшталт вищої врожайності, стійкості до кліматичних стресів або хвороб. Досі такі рішення будувалися на білках, запозичених у бактерій та інших мікроорганізмів. Новизна індійської роботи в тому, що штучний інтелект допоміг спроєктувати зовсім нові ферменти, здатні ефективно працювати всередині рослинної клітини.
Команда під керівництвом ученого Kutubuddin Ali Molla показала, що такі ШІ-розроблені ферменти можуть точно редагувати ДНК рослин і забезпечувати knockout генів, base editing та prime editing у культурах. У публікації зазначається, що раніше подібну ШІ-систему вже створили у США для людських клітин, однак для рослин це перше успішне підтвердження працездатності. Дослідження було прийняте до публікації в міжнародному журналі New Phytologist після розміщення на сервері препринтів BioRxiv.
Нова платформа отримала назву Plant-OpenCRISPR1, або POC1, і побудована на основі OpenCRISPR-1, ШІ-згенерованої нуклеази для людських клітин. За словами Molla, це важливо, тому що чинні системи геномного редагування значною мірою залежать від вузького набору бактеріальних ферментів на кшталт Cas9 і Cas12a, які мають обмеження в рослинних системах. Дослідник також підкреслив, що проєктування білків за допомогою великих мовних моделей, навчених на великому масиві природних послідовностей, уже змінює підхід до інженерії нуклеаз.
Команда заявляє, що розроблений набір інструментів на базі OC1 був валідований на рисі як модельній культурі і показав високу ефективність у кількох типах редагування. Molla зазначив, що POC1, як і OC1, буде відкритим для академічного та комерційного використання, що потенційно знижує бар'єри доступу та частину обмежень, пов'язаних із патентами на чинні системи CRISPR. До дослідницької групи також увійшли Priya Das, Romio Saha, Debasmita Panda, Chandana Ghosh, S. P. Avinash, Sonali Panda та Mirza J. Baig із CRRI в Каттаку. Для агросектору це може стати основою для точнішої й дешевшої розробки нових ознак, пов'язаних із продовольчою безпекою та стійкістю виробництва.