Arbeid publisert i dag i @NatureBiotech fra Arcs @LukeGilbertSF & @pdhsu laboratorier presenterer en ny måte å sette inn store DNA-sekvenser i genomet ved hjelp av konstruerte rekombinaser som ikke krever DNA-skjæring eller er avhengige av cellens reparasjonsmaskineri.

Rekombinaser er enzymer som er i stand til å sette inn DNA på bestemte steder i genomet uten å måtte lage dobbelttrådsbrudd slik CRISPR gjør. Eksisterende rekombinaser har imidlertid begrensninger – de klarer bare ~5 % effektivitet og treffer ofte hundrevis av nettsteder utenfor målet.

Teamet utviklet en omfattende ingeniørstrategi for å forbedre både effektivitet og spesifisitet, ved å kombinere evolusjonær screening for å finne bedre mutasjoner, maskinlæring for å forutsi hvilke mutasjoner som fungerer sammen og fusjon av enzymet til dCas9 for å veilede det til riktig sted.

De testet tusenvis av mutasjoner for å identifisere hvilke som forbedret enzymet, og brukte deretter beregningsmodeller for å forutsi hvordan kombinasjon av mutasjoner ville påvirke ytelsen, slik at de raskt kunne bygge svært optimaliserte varianter.

De beste variantene oppnådde 97 % spesifisitet og opptil 53 % effektivitet, en 7,5 ganger økning i nøyaktighet og 12 ganger økning i effektivitet i forhold til startenzymet. Dette betyr at forskere nå kan velge varianter optimalisert for maksimal effektivitet, spesifisitet eller en balanse mellom begge.