28 7 月 2026

該團隊正在使用 AlphaFold AI 重新設計基因編輯蛋白質,使其更安全

該團隊正在使用 AlphaFold AI 重新設計基因編輯蛋白質,使其更安全

下一步是使用基於人工智慧的蛋白質折疊程式 AlphaFold 檢查 CRISPR 複合物如何與它們相互作用。更新版本旨在處理蛋白質和核酸以及多蛋白質複合物之間的相互作用。因此,研究小組輸入了目標 DNA 序列的 AlphaFold 副本,以及引導 RNA、Cas9 序列和一種可以化學修飾鹼基並可以附著到 Cas9 上的酵素。

不幸的是,他被噎住了,將其中一種蛋白質放錯了位置。

團隊並沒有被嚇倒,而是簡化了事情,只給 AlphaFold 餵食 DNA、RNA 和 Cas9 蛋白,因為後者是決定其序列特異性的關鍵因素。這種方法效果更好,產生的結構與實際核酸和蛋白質實驗所確定的結構一致。

透過比較 AlphaFold 在餵食目標內外的不同位置時產生的結構,研究人員發現了一個一般模式。幾個脫靶位點(約三分之二)導致 Cas9 蛋白採用略有不同的結構。但幾乎​​所有這些(超過 95%)都改變了與 RNA 接觸的氨基酸。因此,顯然在某些情況下,Cas9 保留了其正常結構,但其中的氨基酸以適應非目標位點的錯誤鹼基的方式折疊。

方便的是,AlphaFold 實際上是為了確定所謂的“接觸機率”,即任何兩個元素(例如氨基酸或核苷酸)在非常小的(八埃)距離內的機會。研究人員可以對目標位點和脫靶位點的接觸機率分析結果進行比較,從而準確地確定當引導 RNA 和 DNA 之間存在不匹配時,Cas9 中的哪些氨基酸改變了接觸。他們將這種電腦化分析裝置稱為「ContactSeek」。

更好的定位

單獨使用 ContactSeek 往往會產生大量氨基酸,這些氨基酸在與脫靶位點結合時會發生變化。因此,研究人員將注意力集中在 Cas9 蛋白中這些胺基酸聚集的區域,認為這是這些區域正在適應鹼基不匹配引起的差異的標誌。然後他們開始在這些位點測試具有不同氨基酸的 Cas9 版本。


發布日期: 2026-07-24 18:31:00

來源連結: arstechnica.com