Gwoup Caixia Gao nan Enstiti Jenetik ak Biyoloji Devlopman, Akademi Syans Chinwa a te pionnier itilizasyon prediksyon estrikti ki ede AI, etabli yon metòd gwoupman pwoteyin ki baze sou estrikti siperyè, epi pwolonje li nan yon nouvo sistèm min deaminaz, epi li devlope yon seri de nouvo zouti koreksyon baz ak Chinwa endepandan dwa pwopriyete entelektyèl. Travay sa a bay yon nouvo estrateji pou analiz fonksyon pwoteyin ak nouvo min eleman fonksyonèl. Sistèm koreksyon baz ki fèk devlope gen dwa pwopriyete entelektyèl endepandan Lachin nan pou teknoloji koreksyon jèn presizyon (patant envansyon PCT aplike). Rezilta rechèch ki gen rapò yo te pibliye nan Cell.
Pwoteyin yo se pòtè prensipal yo nan aktivite lavi yo. Gwoup fonksyonèl pwoteyin yo se yon mwayen enpòtan pou eksplore pwosesis fizyolojik yo patisipe nan yo ak konsepsyon nouvo pwoteyin, elatriye. Sepandan, fonksyon pwoteyin yo detèmine pa estrikti espasyal ki genyen twa dimansyon li yo, ak devlopman nan metòd regroupement pwoteyin wo-debi ki baze sou estrikti ki genyen twa dimansyon pral bay yon mwayen ki pi dirèk ak serye pou rechèch fonksyon pwoteyin ak ankouraje min fonksyonèl nan pwoteyin enkoni. .
Sistèm koreksyon baz yo ka reyalize koreksyon egzak nan ADN oswa RNA ak presizyon nukleotid sèl, ki se yon teknoloji transfòmasyon pou rechèch fonksyon jèn, tretman maladi, ak elvaj byolojik. Sepandan, eleman debaz yo nan sistèm koreksyon baz ki deja egziste, deaminases, soti nan yon fanmi sèl, sa ki lakòz anpil limit nan koreksyon baz toujou, ak koreksyon toujou difisil pou satisfè bezwen aplikasyon divèsifye. Se poutèt sa, li enpòtan espesyalman pou eksplore nouvo deaminas ak devlope nouvo zouti koreksyon baz pou diferan senaryo aplikasyon.
Pou rezoud pwoblèm ki anwo yo, gwoup rechèch Caixia Gao a inovatè itilize AI-asistans gwo echèl estrikti pwoteyin prediksyon pou etabli yon nouvo metòd regroupement pwoteyin wo-debi ki baze sou estrikti siperyè, reyalize min nan pwofondè nan estrikti nan fonksyonèl nan deaminases, idantifye. eleman chasi konplètman nouvo ki diferan de anzim zouti deaminaz li te ye, epi devlope yon seri zouti koreksyon baz roman ak pwòp dwa pwopriyete entelektyèl nou an.
Chèchè yo te fè prediksyon estrikti 3D esansyèl nan sekans fonksyonèl reprezantan deaminaz pa modèl AlphaFold2 nan estrikti pwoteyin, ak plis te pote soti inovatè 3D estrikti ki baze sou pwoteyin konparezon miltip ak gwoupman klasifye deaminaz potansyèl yo nan 20 branch diferan. Anplis APOBEC/AID cytosine deaminase rapòte, senk struktural ak sekans nouvo branch cytosine deaminase aktif yo te detekte. Pami branch sa yo, plis gwoupman estriktirèl ak validasyon fonksyonèl nan pwoteyin ki gen yon domèn deaminasyon DddA-like (Double-stranded DNA deaminase toxin A-like) revele ke branch sa a gen yon gwo kantite pwoteyin ak aktivite deaminasyon ADN sèl-chache sèlman, nan Anplis de sa nan pwoteyin yo deja ipotèz ak aktivite dezaminasyon ADN doub-chachen, ki Sa a ranvèse konesans anvan an nan fonksyon an nan klas sa a nan pwoteyin. Etid ki pi wo a montre ke AI-asistans pwoteyin estrikti gwoupman ka bay rezilta pi egzak pase metòd tradisyonèl gwoup la ki baze sou sekans prensipal asid amine lè omoloji nan sekans nan koleksyon an pwoteyin ba ak fonksyon yo divès. Kidonk, metòd sa a bay yon nouvo estrateji efikas ak serye pou analiz fonksyon pwoteyin ak min.
Dapre rezilta yo nan plis gwoupman mansyone pi wo a, chèchè yo fèk idantifye 45 sèl-chèn cytosine deaminases (Sdd) ak 13 doub-chèn cytosine deaminases (Ddd). Deaminaz sa yo se kounye a sèlman deaminases ki tout pwokaryotik (bakteri) nan orijin, tandiske manm fanmi deaminase APOBEC/AID ki deja egziste yo tout ekaryotik orijin (sitou moun, mamifè oswa pwason). Chèchè yo te devlope yon seri sistèm koreksyon baz roman ki baze sou deaminaz sa yo epi yo teste yo nan selil bèt ak plant yo. Rezilta yo te montre ke sistèm koreksyon baz ki fèk devlope ki baze sou Ddd1 ak Ddd9 deaminas te simonte enpèfeksyon editè konvansyonèl yo ak efikasite koreksyon siyifikativman pi ba pou sekans GC; sistèm koreksyon baz yon sèl-bloke ki baze sou Sdd7 ak Sdd3 te montre aktivite koreksyon trè wo epi tou li te gen konsiderab kapasite koreksyon baz nan sekans GC; Sistèm koreksyon baz yon sèl-bloke ki baze sou Sdd6 te montre ekstrèmman Sdd6-Sistem koreksyon baz yon sèl-blon ki baze sou Sdd la te montre gwo spesifik ak evènman ki pa sib prèske endeslabl. Etid la devlope plis yon nouvo editè baz Sdd6-CBE ki ka ankapsule pa yon sèl viris adeno-asosye (AAV) atravè konsepsyon rasyonèl ak validasyon fonksyonèl nan pwoteyin nan, epi li te jwenn yon efikasite koreksyon ki rive jiska 43.1% nan yon liy selil sourit, rezoud pwoblèm nan ki editè baz konvansyonèl yo twò gwo yo dwe delivre pa patikil adenovirus. Anplis de sa, pou rezoud pwoblèm ki genyen depi lontan nan efikasite koreksyon baz ki ba nan plant soya, ekip la fèk devlope sistèm Sdd7-CBE a epi li te jwenn 34 plant ki estab edited ak yon efikasite koreksyon ki rive jiska 22.1% nan 154 plant soya pozitif. plant. Rechèch sa a kraze kou boutèy aplikasyon deaminas ki deja egziste epi li montre aplikasyon pwomèt sistèm koreksyon baz roman an nan medikaman ak agrikilti.
Travay rechèch la te sipòte pa Fondasyon Nasyonal Syans Natirèl Lachin nan, Pwogram Nasyonal Rechèch ak Devlopman kle ak Pwojè espesyal Syans ak Teknoloji Pyonye Estratejik Akademi Syans Chinwa a.
