AlphaFoldがCRISPR蛋白を再設計し遺伝子編集エラーを削減

遺伝子編集療法は根本的な安全性の課題に直面しています。ガイドRNAは特定の標的配列に合わせるように設計できますが、ヒトゲノムは十分に大きく、まれなDNA配列でさえ偶然に出現します。これらの配列に結合するCas9蛋白は、その能力を失うことなく、ガイドRNAとDNA間のいくつかのミスマッチを許容することができます。このミスマッチ耐性は位置と数によって異なり、どのガイドRNAがオフターゲット編集を引き起こすかを事前に予測することが困難です。研究者たちは複数のルートでこれに対処してきました。ガイドRNA選択の最適化、指向進化を通じた改善されたCas蛋白の構築、そして現在、AIを使用してミスマッチ耐性を可能にする正確な構造的特徴を特定することです。

チームのイノベーションは、AlphaFoldを蛋白質構造を視覚化するためだけでなく、オンターゲット対オフターゲットサイトで形成された構造を体系的に比較するために使用することでした。DNAの配列がミスマッチしているときのRNA接触パターンが変わるアミノ酸を追跡することで、一貫して適応する位置の小さなセットを特定しました。マッチと不一致シナリオの接触確率出力を比較する「ContactSeek」方法は、候補アミノ酸のリストを高影響サイトの焦点を絞ったセットに変えました。これにより迅速なテストと成功した再設計が可能になりました。注目すべきことに、結果として得られたバリアントは公開文献内の他の構築されたCas9バリアントと同様のパフォーマンスを発揮し、その方法が孤立した利益ではなく本当に競争力のある改善をもたらすことを示唆しています。