Práce publikovaná v roce @NatureBiotech z laboratoří @LukeGilbertSF & @pdhsu společnosti Arc představuje nový způsob, jak vložit velké sekvence DNA do genomu pomocí upravených rekombináz, které nevyžadují řezání DNA ani se nespoléhají na opravné mechanismy buňky.

Rekombinázy jsou enzymy schopné vložit DNA do specifických míst v genomu, aniž by bylo nutné vytvářet dvouřetězcové zlomy, jako to dělá CRISPR. Stávající rekombinázy však mají svá omezení – dosahují pouze ~5% účinnosti a často zasahují stovky míst mimo cíl.

Tým vyvinul komplexní inženýrskou strategii pro zlepšení efektivity i specifičnosti, kombinující evoluční screening pro nalezení lepších mutací, strojové učení pro předpověď, které mutace spolupracují a fúzi enzymu s dCas9, aby jej navedl na správné místo.

Otestovali tisíce mutací, aby zjistili, které enzym zlepšily, a poté použili výpočetní modely k předpovědi, jak kombinace mutací ovlivní výkon, což jim umožní rychle vytvářet vysoce optimalizované varianty.

Nejlepší varianty dosáhly 97% specificity a až 53% účinnosti, což je 7,5násobné zvýšení přesnosti a 12násobné zvýšení účinnosti oproti výchozímu enzymu. To znamená, že výzkumníci si nyní mohou vybrat varianty optimalizované pro maximální účinnost, specifičnost nebo rovnováhu obojího.