Naukowcy wykorzystali sztuczną inteligencję do zaprojektowania syntetycznych enzymów CRISPR, które wykazują wyższą skuteczność w edycji genomu niż ich naturalne odpowiedniki. Opublikowane 16 lipca 2026 roku na łamach czasopisma Science wyniki badań otwierają nowy rozdział w inżynierii genetycznej, pozwalając na tworzenie narzędzi o właściwościach, których nie wykształciła ewolucja.
Technologia CRISPR, która zrewolucjonizowała współczesną biologię, opiera się na działaniu nukleaz – enzymów pełniących rolę molekularnych nożyczek. W naturze mechanizm ten służy bakteriom do obrony przed wirusami. System wykorzystuje cząsteczkę RNA, która prowadzi enzym do konkretnego miejsca w nici DNA, gdzie następuje precyzyjne cięcie. Pozwala to naukowcom na usuwanie, dodawanie lub modyfikowanie informacji genetycznej.
Mimo ogromnego potencjału, proces ten jest niezwykle złożony. Enzymy muszą przejść przez precyzyjnie zaplanowaną sekwencję działań, co sprawia, że próby ręcznej modyfikacji naturalnych białek często kończą się utratą ich funkcjonalności. Jak zauważa Jennifer Doudna, biochemik z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley i współautorka badania, laureatka Nagrody Nobla z 2020 roku:
Once you start tweaking things, you realize pretty quickly that while you can make changes, they ultimately produce something that isn’t functional.
Zastosowanie sztucznej inteligencji pozwala ominąć ograniczenia wynikające z prób i błędów w tradycyjnych eksperymentach laboratoryjnych. Zamiast przeprowadzać tysiące czasochłonnych testów, naukowcy mogą zlecić modelom uczenia maszynowego wytypowanie najbardziej obiecujących kandydatów na nowe, funkcjonalne nukleazy.
W swoich badaniach zespół Doudny skupił się na grupie niewielkich enzymów o nazwie TnpB, które są ewolucyjnymi przodkami powszechnie stosowanych białek Cas12. Kluczowym wyzwaniem było ustalenie, jak daleko można posunąć się w modyfikacji sekwencji białka, aby zachowało ono swoją zdolność do edycji genów.
Proces projektowania przebiegał w kilku etapach:
Eksperci podkreślają, że połączenie projektowania wspomaganego przez AI z technologią nukleaz sterowanych RNA stanowi przełom. Soeren Lienkamp, biolog molekularny z Uniwersytetu w Zurychu, zauważa, że podobnie jak CRISPR zdemokratyzował dostęp do edycji DNA, tak projektowanie białek oparte na sztucznej inteligencji umożliwi tworzenie zupełnie nowych właściwości w świecie białek.
Osiągnięcie to może w przyszłości znaleźć szerokie zastosowanie w medycynie oraz rolnictwie, oferując narzędzia znacznie bardziej precyzyjne i wydajne niż te, które dotychczas czerpaliśmy bezpośrednio z natury.
