Виртуальная лаборатория CREME позволяет моделировать снижение активности генов

Новая платформа CREME, созданная под руководством профессора Питера Ку из Cold Spring Harbor Laboratory, использует искусственный интеллект для проведения тысяч виртуальных генетических экспериментов одним нажатием кнопки. Исследование опубликовано в Nature Genetics.

Как работает CREME

• Программа моделирует метод CRISPR-интерференции (CRISPRi), который позволяет «приглушать» активность конкретных генов в клетке.
• CREME вносит аналогичные изменения в виртуальном геноме и предсказывает их влияние на экспрессию генов, выступая как ИИ-версия CRISPRi.
• «В реальности CRISPRi выполнять в лаборатории невероятно сложно, и масштаб ограничен. Поскольку мы делаем все пертурбации [виртуально], мы можем раздвинуть границы. Масштаб наших экспериментов беспрецедентен — сотни тысяч пертурбационных экспериментов», — объясняет Ку.

Применение и результаты

Учёные протестировали CREME на другой ИИ-модели для анализа генома — Enformer. Целью было понять, на основе каких правил алгоритм Enformer делает свои предсказания.

• С помощью CREME команда выявила ряд генетических правил, которые Enformer изучил в процессе анализа генома.
• «Понимание правил регуляции генов даёт больше возможностей для точной и предсказуемой настройки уровней экспрессии генов», — говорит Ку. Эти знания в будущем могут оказаться бесценными для разработки лекарств.

Перспективы

Дальнейшая доработка CREME может помочь генетикам в поиске новых терапевтических мишеней. Важно, что платформа даёт возможность совершать открытия даже учёным, не имеющим доступа к реальной лаборатории.