結合 AI 人工智慧與 CRISPR 基因編輯技術，調控表觀遺傳學的基因表現！

美國西雅圖的華盛頓大學醫學院（University of Washington School of Medicine）日前刊登於 Cell Reports 上的文獻指出，透過結合 CRISPR 科技與人工智慧（AI）所設計出的蛋白質，可選擇性調控單一基因的活性。研究中也應用新技術於細胞分化的關鍵蛋白上，成功誘導幹細胞分化。

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利用 AI 設計新蛋白，再結合 CRISPR 技術調控基因表現

研究團隊首先利用 AI 技術設計一蛋白分子 EED binder（EB），再將其與 CRISPR 基因編輯技術的 Cas9 蛋白融合，形成 EBdCas9（EB dead Cas9）。EBdCas9 能精確的指出基因組的上位置，讓科學家可在 RNA 上的特定位點進行基因的切割與剪接。

新技術能在不改變基因組 DNA 序列的前提下，透過標靶化學修飾來調控染色體中的基因與活性，幫助科學家更完整地了解整個基因體在正常細胞中生長、發育、老化，甚至是致癌等疾病的進程。由於這些調控並不是在基因中（in），而是在基因上（above），故此基因修飾法又稱為表觀遺傳學（epigenetic）。而調節基因活性的化學修飾則稱為表觀遺傳學標記因子（epigenetic marker）。

應用新技術至細胞分化關鍵蛋白 PRC2

本研究中專注於複合蛋白 PRC2 的研究，因其在胚胎細胞分化成各種細胞類型、形成組織與器官的發育過程中，都扮演著關鍵的角色。根據文獻指出，研究團隊不需用到生長因子或其他基因活化劑，成功利用新蛋白 EBdCas9 選擇性抑制 PRC2 的四種不同基因以調控細胞分化情形，並誘導多功能幹細胞分化為胎盤細胞。

本研究的通訊作者 Hannele Ruohola-Baker 教授表示：「結合 AI 所設計的蛋白與 CRISPR 技術，我們可以精確地利用表觀遺傳學調控基因表現。而未來這也將可以開發成 21 世紀的新興療法。」