Система Crispr-cas9 Он прорывается через редактирование генов, но его применение требует серьезных знаний о молекулярной биологии, биоинформатике и структуре генома. Чтобы построить успешную попытку редактировать ген, необходимо разработать короткие молекулы РНК (гид РНК), которые направляют фермент Cas9 на специфическую последовательность в ДНК. Кроме того, должен быть обеспечен риск нежелательных изменений в других областях генома (Вне цели Эффекты), выберите правильный вариант CAS9 или аналогичного фермента и проверки плана, чтобы подтвердить результаты. Даже опытным исследователям часто приходится повторять дизайн и проверку попыток несколько раз, что продлевает работу в течение недель или месяцев.
Недавно созданный инструмент CRISPR-GPT использует искусственный интеллект для автоматизации и оптимизации этих процессов. Обученная научным публикациям и дискуссиям за последние 11 лет, модель была в лабораторном соавторе — предлагает экспериментальные проекты, обеспечивает потенциальные проблемы и предлагает решения, даже с минимальным предварительным опытом исследователя.
Эта система ИИ реагирует на запросы в текстовом формате, составив согласованный план эксперимента, объясняя причины каждого предложения и адаптирует подход в соответствии с уровнем компетентности пользователя. Это позволяет даже новичкам в этой области разработать эффективные эксперименты по первому опыту, чего ранее было трудно достичь.
Как CRISPR-GPT применяется в лабораторной практике?
Модель имеет три режима работы — для начинающих, продвинутых и вопросов и ответов (вопросы и ответы):
- Режим новичка — Искусственный интеллект не только предлагает решения, но и поезда — объясняет каждый шаг, защищает от основных ошибок и облегчает вход в редактирование генов;
- Расширенный режим -Crispr-GPT действует как эквивалентный партнер при планировании попыток генетического редактирования без добавления объяснительных заметок и непосредственно помогает в решении сложных задач;
- Режим вопросов и ответов — Позволяет быстрым и точным ответам на конкретные научные вопросы, что особенно полезно в совместных исследованиях между лабораториями и скоординированными проектами.
Модель ИИ анализирует не только гены и представленные цели, но также обнаруживает нежелательные изменения в других секциях ДНК, которые могут произойти за пределы первоначально выбранной цели. Это значительно повышает безопасность в методе и делает результаты более предсказуемыми. Такая точность особенно важна в проектах с терапевтическим фокусом, поскольку незапланированные изменения в геноме могут вызвать серьезные осложнения.
С помощью CRISPR-GPT были предприняты попытки, которые исключают определенные гены в клетках легочной карциномы, чтобы изучить их важность для роста опухоли. Другие эксперименты стимулируют экспрессию генов в клетках меланомы, чтобы прояснить, как они влияют на эффективность иммунной терапии. Все это было достигнуто в минимальное время подготовки и без необходимости повторных корректировок в экспериментальном плане.
Тем не менее, метод имеет ограничения. Решения, предложенные моделью, не должны восприниматься некритично — контроль над человеком остается необходимым. Кроме того, учитывая потенциал для злоупотребления, модель встраивает механизмы блокировки неэтичных или опасных запросов, таких как попытки редактирования человеческих эмбрионов или патогенов. Обсуждения с регулирующими органами для установления четких правил для безопасного использования CRISPR-GPT в биомедицинских исследованиях и в разработке новых методов лечения.
Что впереди для CRISPR-GPT и аналогичных инструментов?
Создатели модели работают над расширением своего применения вне редактирования генов. Платформа теперь доступна через веб -сайт Agent4genomics, который включает в себя инструменты для изучения взаимодействия генов и белка, для создания культур стволовых клеток и для анализа молекулярных механизмов, связанных с сердечной недостаточностью и нейродегенеративными заболеваниями.
Концепция постепенно формируется для сети лабораторных помощников на основе искусственного интеллекта, которая поддерживает биомедицинские исследования посредством автоматизации, обучения и ускоренной эффективности экспериментов. С этой точки зрения, искусственный интеллект не вытесняет ученых, но действует как их дополнение, что облегчает работу и повышает ее эффективность.
Ссылки:
1. Qu Y, Huang K, Yin M, et al. CRISPR-GPT для агентской автоматизации экспериментов по адаптированию генов. Nat Biomed Eng. 2025. doi: 10.1038/s41551-025-01463-z.
2. Баррунгу Р., Доудна Джа. Применение технологий CRISPR в исследованиях и за его пределами. Nat Biotechnol. 2016; 34 (9): 933-941. Doi: 10.1038/nbt.3659.
3. Anzalone AV, Koblan LW, Liu Dr. Dr. Genome Редактирование с нуклеазами CRISPR, базовыми редакторами, транспозазами и первичными редакторами. Nat Biotechnol. 2020; 38 (7): 824-844. Doi: 10.1038/s41587-020-0561-9.
4. Zhang XH, Tee Ly, Wang XG, et al. Заключенные эффекты в CRISPR/CAS9-опосредованном геноме. Мол нуклеиновые кислоты. 2015; 4: E264. Doi: 10.1038/mtna.2015.37.
5. Kim D, Kim J, Hur JK, et al. Анализ по всему геному выявляет специфики эндонуклеаз CPF1 в клетках человека. Nat Biotechnol. 2016; 34 (8): 863-868. Doi: 10.1038/nbt.3609.