L’édition du génome a progressé rapidement, affichant des résultats prometteurs pour le traitement des maladies génétiques. Une nouvelle étude met en évidence la puissance de l’ingénierie des protéines à grande échelle, combinée à l’apprentissage automatique, pour accélérer les progrès dans le domaine de la thérapie génique et cellulaire.
Les auteurs ont développé un algorithme d’apprentissage automatique, appelé PAMmla, capable de prédire les propriétés d’environ 64 millions d’enzymes d’édition du génome. Ce travail pourrait contribuer à réduire les effets hors cible et à améliorer la sécurité de l’édition,à accroître l’efficacité de l’édition et à permettre aux chercheurs de prédire des enzymes personnalisées pour de nouvelles cibles thérapeutiques.
« Notre étude est une première étape vers l’élargissement considérable de notre répertoire d’enzymes CRISPR-Cas9 efficaces et sûres. Dans notre manuscrit,nous démontrons l’utilité de ces enzymes prédites par PAMmla pour éditer avec précision les séquences pathogènes dans les cellules humaines primaires et chez les souris »,
Ben Kleinstiver,PhD
Les enzymes CRISPR-Cas9 peuvent être utilisées pour éditer des gènes à divers endroits dans les génomes,mais cette technologie présente des limites. Les enzymes CRISPR-Cas9 traditionnelles peuvent avoir des effets hors cible,clivant ou modifiant l’ADN à des sites non intentionnels dans le génome. La nouvelle étude vise à améliorer cela en utilisant l’apprentissage automatique pour mieux prédire et adapter les enzymes afin qu’elles atteignent leurs cibles avec une plus grande spécificité. L’approche offre également une solution évolutive.Un des éléments clés de l’utilisation des technologies CRISPR-Cas9 est que les enzymes doivent localiser et se lier à une courte séquence d’ADN appelée motif adjacent au protospacer (PAM). Les chercheurs ont utilisé l’apprentissage automatique pour prédire les PAM de millions d’enzymes Cas9, identifiant un ensemble de nouvelles enzymes Cas9 modifiées qui auraient la meilleure activité et spécificité sur cible. Les chercheurs ont mené des expériences de validation de principe dans des cellules humaines et un modèle murin de rétinite pigmentaire, constatant que les enzymes sur mesure avaient une plus grande spécificité.
« Un résultat majeur de ce travail est la création de ce modèle PAMmla qui peut maintenant être utilisé par les chercheurs pour prédire des enzymes personnalisées qui sont uniquement adaptées à leurs cas d’utilisation spécifiques »,
Rachel A.Silverstein, PhD
« Le résultat de ce modèle est que nous avons maintenant une énorme boîte à outils de protéines Cas9 sûres et précises qui peuvent être utilisées pour une variété d’applications de recherche et thérapeutiques. »
Rachel A. Silverstein, PhD
Édition du Génome et CRISPR-Cas9 : L’IA Révolutionne la Thérapie Génique et Cellulaire
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L’édition du génome progresse à pas de géant, ouvrant des perspectives prometteuses pour le traitement des maladies génétiques. Une récente étude met en lumière l’utilisation de l’ingénierie des protéines à grande échelle, combinée à l’apprentissage automatique, pour accélérer ces progrès.
L’IA au Service de CRISPR-Cas9
Les chercheurs ont développé un algorithme d’apprentissage automatique, nommé pammla, capable de prévoir les propriétés de près de 64 millions d’enzymes d’édition du génome. Cette avancée constitue une étape cruciale pour :
Réduire les effets hors cible.
Améliorer la sécurité de l’édition.
Accroître l’efficacité de l’édition.
Concevoir des enzymes personnalisées pour de nouvelles cibles thérapeutiques.
« Notre étude est une première étape vers l’élargissement considérable de notre répertoire d’enzymes CRISPR-Cas9 efficaces et sûres. dans notre manuscrit, nous démontrons l’utilité de ces enzymes prédites par PAMmla pour éditer avec précision les séquences pathogènes dans les cellules humaines primaires et chez les souris », Ben Kleinstiver, PhD.
Les Défis de la Technologie CRISPR-Cas9 et les Solutions Proposées
La technologie CRISPR-Cas9, bien qu’offrant de grandes possibilités, présente des limites, notamment les effets hors cible, où l’enzyme peut modifier l’ADN à des endroits non désirés. L’étude vise à surmonter ces limitations en utilisant l’apprentissage automatique pour mieux cibler les enzymes.
Un aspect clé de la technologie CRISPR-Cas9 est la reconnaissance du motif adjacent au protospacer (PAM) par les enzymes. L’utilisation de l’apprentissage automatique pour prédire les PAM permet d’identifier des variantes d’enzymes Cas9 modifiées,augmentant ainsi leur activité et leur spécificité.
« Un résultat majeur de ce travail est la création de ce modèle PAMmla qui peut maintenant être utilisé par les chercheurs pour prédire des enzymes personnalisées qui sont uniquement adaptées à leurs cas d’utilisation spécifiques », Rachel A. Silverstein,PhD.
« Le résultat de ce modèle est que nous avons maintenant une énorme boîte à outils de protéines Cas9 sûres et précises qui peuvent être utilisées pour une variété d’applications de recherche et thérapeutiques. » Rachel A. Silverstein, phd.
Tableau Comparatif : CRISPR-Cas9 et PAMmla
| Caractéristique | CRISPR-Cas9 Traditionnel | PAMmla (avec IA) |
| :————————- | :——————————————————- | :———————————————————- |
| Effets hors cible | potentiels | Réduits |
| Précision | moins précise | Plus précise |
| Cibles personnalisées | Moins facile | facilitées par l’IA |
| Domaine d’request | Thérapie génique, recherche | Thérapie génique, recherche, et applications personnalisées |
FAQ : Questions Fréquentes sur CRISPR-Cas9 et l’Édition du Génome
Qu’est-ce que CRISPR-Cas9 ? Il s’agit d’une technologie d’édition du génome qui permet de modifier des gènes avec une grande précision. [[2]]
Quels sont les avantages de l’IA dans l’édition du génome ? L’IA améliore la précision, réduit les effets hors cible et permet de personnaliser les enzymes.
comment fonctionne PAMmla ? PAMmla est un algorithme d’apprentissage automatique qui prédit les propriétés des enzymes d’édition du génome.
Quels sont les impacts potentiels de cette recherche ? Elle pourrait révolutionner le traitement des maladies génétiques en rendant l’édition du génome plus sûre et plus efficace.
* Où a été découverte CRISPR-Cas9 ? CRISPR-Cas9 ont été d’abord découvert dans les séquences d’ADN des bactéries Escherichia coli en 1987. [[1]]
