近日,《自然》杂志发表了一项震撼人心的科研成果:美国顶尖科研机构携手,利用人工智能技术,成功设计出数千个全新的DNA开关。这些DNA开关,即顺式调节元件(CRE),能够精准地控制基因在不同类型细胞中的表达,为精准医疗的发展注入了前所未有的活力。
尽管基因编辑技术近年来取得了长足的进步,但科学家们始终面临着一个难题:如何在不干扰整个生物体的情况下,对某一类型的细胞进行精准的基因干预。这一难题的根源在于,我们对控制基因开启和关闭的DNA开关——CRE的理解尚不够深入。
然而,这一困境如今已被AI技术打破。研究团队采用深度学习算法,基于数十万个人类基因组中的DNA序列,训练出了一个强大的预测模型。通过这个模型,他们能够在实验室环境中准确地测量血液、肝脏和大脑等细胞中CRE的活性,并预测任意DNA序列的活性。
基于这一发现,团队构建了名为CODA的平台,通过结合实验数据和计算建模的迭代过程,不断优化预测CRE生物学效应的能力,成功设计出了自然界中从未出现过的CRE。这些全新的CRE不仅具有更高的细胞类型特异性,还能在确保目标细胞类型中基因表达的同时,抑制非目标细胞类型中的基因表达。
这一突破性进展意味着,未来我们有望实现更加精确和个性化的基因疗法,为预防和治疗各种疾病开辟全新的途径。想象一下,通过精准地调控基因表达,我们可以有效地预防癌症、心血管疾病等顽疾,甚至实现延缓衰老、提高生命质量的梦想。
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