همه که پایه

ژن ویرایش تکنولوژی در حال بهتر شدن است و در حال رشد سریع تر از همیشه قبل از. جدید و بهبود یافته پایه سردبیران--به خصوص کارآمد و دقیق نوع ژنتیکی اصلاح--اینچ تکنولوژی نزدیک تر به درمان بیماری های ژنتیکی در انسان است. اما پایه ویرایشگر رونق می آید با یک چالش جدید: مانند یک حلقه کلید با هیچ راهنمای دانشمندان غرق می توانید مقدار زیادی از زمان به جستجو برای بهترین ابزار برای حل ژنتیکی اختلال در عملکرد مانند آن که باعث کم خونی سلول داسی شکل و یا progeria (سریع پیری بیماری). برای بیماران زمان خیلی مهم است که به زباله.

"پایگاه جدید سردبیران بیرون آمده و به ظاهر هر هفته گفت:" دیوید لیو توماس دادلی کابوت استاد علوم طبیعی و یک هسته موسسه عضو موسسه گسترده و Howard Hughes Medical Institute (HHMI). "پیشرفت فوق العاده است اما این برگ محققان با یک آرایه سردرگم از گزینه ها برای چه پایه ویرایشگر استفاده کنید."

لیو اختراع پایه ویراستاران. جاست او و تیم تحقیقاتی خود را در حال حاضر اختراع یک راه برای شناسایی که به احتمال زیاد برای رسیدن به دلخواه ویرایش عنوان گزارش امروز در سلول. با استفاده از داده های تجربی از ویرایش بیش از 38 ، 000 سایت های مورد نظر در انسان و موش با سلول های 11 از محبوب ترین پایه ویراستاران (BEs) آنها ایجاد یک ماشین مدل یادگیری است که با دقت پیش بینی کرد پایگاه ویرایش نتایج لیو گفت. این کتابخانه به نام بود-کندو در دسترس برای استفاده عمومی است. اما تلاش تولید بیش از یک شسته و رفته فروشگاه از BEs; دستگاه, آموزش مدل کشف جدید ویرایشگر خواص و قابلیت های است که انسان متوجه نشد.

"اگر شما به استفاده از پایگاه ویرایش و اصلاح یک جهش های بیماری زا" گفت: ماندانا Arbab یک همکار فوق دکترا در لیو آزمایشگاه و co-اولین نویسنده در مطالعه "شما از سمت چپ با یک کوه از راه های ممکن به آن را انجام دهد و آن را دشوار است بدانید که آنهایی که به احتمال زیاد به کار می کنند."

پایگاه سردبیران ممکن است دقیق تر از دیگر اشکال ژن ویرایش, اما آنها هنوز هم می تواند علت های ناخواسته اغلب غیر قابل پیش بینی ویرایشهای خارج در نظر گرفته شده ژنتیکی هدف است. هر ویرایشگر خود گریز از مرکز. انواع مختلف کار در عرض کوچکتر یا بزرگتر ویرایش "ویندوز" امتداد DNA حدود دو تا پنج حرف گسترده است. برخی از سردبیران ممکن است خطا یا undershoot اهداف خود; دیگران ممکن است تغییر در فقط یکی از دو عنوان در یک پنجره.

"اگر دنباله درون پنجره GACA" لیو گفت: "و شما با استفاده از یک adenine پایه ویرایشگر را تغییر دهید یکی از کسانی که به عنوان یکی می خواهد ترجیحا ویرایش بیش از دیگر؟"

پاسخ بستگی به پایه سردبیر آن زوج راهنمای RNA--the chaperone که کشتی ویرایشگر مناسب DNA کار سایت-و اطراف آن توالی DNA. به کررل همه این عوامل پیچیده این تیم برای اولین بار جمع آوری یک مقدار عظیم از داده ها. بیش از حدود یک سال Arbab گفت: آنها مجهز به سلول های با بیش 38,000 DNA هدف سایت و سپس به درمان آنها را با 11 محبوب ترین پایگاه سردبیران زوج با راهنمای رنس. پس از درمان آنها توالی DNA از سلول های جمع آوری میلیاردها امتیاز داده که چگونه هر یک پایگاه ویرایشگر نهفته در هر سلول است.

به تجزیه و تحلیل این فضل حداکثر شن یک دانشجوی دکتری در موسسه تکنولوژی ماساچوست را محاسباتی و سیستم های زیست شناسی, برنامه, عضو, موسسه گسترده و co-نویسنده اول طراحی شده و آموزش دیده یادگیری ماشین مدل برای پیش بینی هر پایه سردبیر خاص گریز از مرکز. قبلی پیشگامانه مطالعه شن و آزمایشگاه او آمپول روت دستگاه های مختلف آموزش مدل برای تجزیه و تحلیل داده ها از دیگر ژن مشترک و ویرایش ابزار CRISPR و کنار یک تصور غلط محبوب که ابزار بازده غیر قابل پیش بینی و به طور کلی بی فایده درج و حذف شن گفت. در عوض آنها نشان داد که حتی اگر انسان نمی تواند پیش بینی کند که در آن کسانی که درج و حذف رخ می دهد یادگیری ماشین می تواند.

در حال حاضر محققان می تواند هدف قرار دادن توالی DNA به بود-کندو شن را افزایش تا ماشین مدل یادگیری و دیدن نتایج پیش بینی با استفاده از هر یک از 11 پایه ویراستاران در آن هدف است. "بود-کندو پیش بینی به فرد از توالی DNA سطح چه خواهد بود توزیع محصولات است که نتایج حاصل از هر یک از این پایه سردبیران اقدام که هدف سایت گفت:" لیو.

برخی از کندو را پیش بینی شد تعجب آور حتی به مخترع پایه ویراستاران. "گاهی اوقات" لیو گفت: "به دلایلی که ما پستانداران مغز نیست به اندازه کافی پیچیده به پیش بینی های این مدل می تواند با دقت به ما بگویید که حتی اگر دو وجود دارد Cs راست در پنجره ویرایش های این ویرایشگر فقط ویرایش دوم یکی از, به عنوان مثال."

بود-کندو همچنین متوجه شدند زمانی که پایه ویراستاران می تواند به اصطلاح transversion ویرایش: به جای تغییر C به T برخی از پایه سردبیران تغییر C به G یا یک نادر و غیر طبیعی اما به طور بالقوه با ارزش خصلت. سپس محققان با استفاده از توان-کندو به درست 174 بیماری زا transversion جهش با حداقل محصولات جانبی. و آنها استفاده می شود-کندو به کشف ناشناخته پایه ویرایشگر خواص که آنها استفاده می شود به طراحی ابزار جدیدی با قابلیت های جدید و اضافه کردن چند ژنتیکی کلید به در حال رشد حلقه.

###

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.