برنامه هوش مصنوعی ZFDesign می تواند توسعه ژن درمانی را سرعت بخشد

“Zinc fingers” ممکن است برای درمان بیماری‌های پیچیده ژنتیکی کلیدی باشد.  به گفته محققان، “Zinc fingers” پروتئین های قابل تنظیمی هستند که می توانند با هدایت آنزیم ها به منظور برش نواحی معیوب DNA code افراد، اصلاح DNA را به پیش برند. با این حال کار کردن با این پروتئین ها چالش برانگیز است، زیرا با DNA اتصالات پیچیده ای را تشکیل می دهند. محققان باید بتوانند بگویند که چگونه هر Zinc finger(موتیف انگشت روی) از میان درآمیختگی های بی‌شمار ممکن، برای هر تغییر ژنتیکی مورد نظر با همسایه خود تعامل دارد.

با هدف رفع این مشکل، محققان ZFDesign را ارائه کردند، یک هوش مصنوعی که از پایگاه داده ای دارای اطلاعات نزدیک به ۵۰ میلیارد تعامل احتمالی پروتئین انگشت روی و DNA به منظور کمک به مدل سازی و طراحی ویرایش های ژنی استفاده می کند. به گفته محققان، این فناوری می تواند توسعه ژن درمانی برای بیماری هایی مانند فیبروز سیستیک، بیماری تای ساکس و کم خونی داسی شکل را تسریع بخشد. این بیماری ها از بروز خطاهایی در ترتیب نوکلئوتید های DNA که دستورالعمل های عملیاتی هر سلول انسانی را رمزگذاری می کنند ناشی می شوند.

محققان ادعا می کنند Zinc finger editing  ، جایگزین بالقوه ایمن تری برای CRISPR محسوب می گردد.

 “Zinc fingers” کاملا مشتق شده از انسان است، اما CRISPR برای تعامل با کدژنتیکی به پروتئین های باکتریایی متکی است. این پروتئین های باکتریایی می توانند سیستم ایمنی بیمار را تحریک کنند که به این ترتیب بدن آن ها را به عنوان عامل خارجی شناسایی کرده و به آنها حمله می کند. همچنین محققان افزودند، ابزار های Zinc finger کوچکتر هستند و ممکن است تکنیک های ژن درمانی انعطاف پذیرتری را در مقایسه با CRISPR ارائه دهند.

Marcus Noyes استادیار بیوشیمی و فارماکولوژی مولکولی در دانشکده پزشکی دانشگاه نیویورک می گوید:” با افزایش سرعت طراحی Zinc finger همراه با اندازه کوچک‌تر آن ها، سیستم ما راه را برای استفاده از این پروتئین‌ها به منظور کنترل همزمان چندین ژن هموار می‌کند.” دکتر Marcus Noyes همچنین افزود:” در آینده، این رویکرد ممکن است به اصلاح بیماری هایی که دلایل ژنتیکی متعدد دارند مانند بیماری قلبی، چاقی و بسیاری از موارد اوتیسم، کمک کند.” با این حال، دکتر Marcus Noyes هشدار داد که کنترل Zinc fingers هنوز دشوار است. آنها همیشه مختص یک ژن نیستند، بنابراین برخی ترکیبات می توانند منجر به تغییرات ناخواسته در کد ژنتیکی فراتر از هدف مورد نظر شوند. به گفته دکتر Marcus Noyes، به همین دلیل، این تیم قصد دارد برنامه هوش مصنوعی را بهبود بخشد تا گروه‌های Zinc finger دقیق‌تری بسازد که تنها موجب ویرایش ژن مورد نظر شود.