AI编辑器解锁微生物在可再生化学品和燃料方面的潜力

在可持续生物工程的开创性举措中，橡树岭国家实验室（ORNL）的研究人员利用人工智能的力量开发了一种AI编辑器，以彻底改变基因组编辑。该团队利用CRISPR Cas9这一强大的生物工程工具，并将其与创新的AI编辑器相结合，以改变微生物的基因，为可再生化学品和燃料铺平道路。

这项科学突破不仅承诺了一个更绿色的未来，还解决了精准编辑的挑战，防止生物体遗传密码中出现昂贵的“拼写错误”，据Interesting Engineering报道。

AI编辑器如何改造微生物基因组？

CRISPR（成簇规律间隔短回文重复序列）一直是修改遗传密码的革命性技术。然而，其有效性一直局限于哺乳动物细胞和果蝇，微生物在很大程度上未受影响。为了弥补这一差距，橡树岭国家实验室（ORNL）的科学家开发了一种名为迭代随机森林的人工智能模型。该AI编辑器在包含50,000个靶向大肠杆菌基因组的引导RNA的数据集上进行了训练，从而解码了引导RNA效率背后的分子机制。

ORNL的计算系统生物学家Erica Prates强调了这种方法的重要性，指出该模型在识别引导RNA效率背后的分子机制线索方面发挥了关键作用。这一过程生成了一份全面的分子信息库，为增强CRISPR技术的有效性提供了宝贵的见解。

与其他AI编辑器不同，该程序拥有可解释的设计，缓解了与复杂AI系统相关的臭名昭著的“黑箱”问题。改进的CRISPR Cas9模型实现了基因与物理特征的精确链接，促进了微生物基因组的修改，以增强生物能源原料植物和生物质细菌发酵。橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory）合成生物学小组负责人Carrie Eckert强调了通过其研究取得的进展，表示团队显著提高了对引导RNA的预测。她进一步建议，这项研究的影响扩展到人类规模，特别是在药物开发领域。

医学研究中类似的AI应用

AI的变革潜力不仅限于生物能源，随着公司探索医学研究中的创新应用，其潜力得以延伸。例如，Insilico Medicine取得了里程碑式的成就，创造了世界上第一种完全由AI生成的药物INS018_055，用于治疗特发性肺纤维化。利用其Pharma.AI系统，该公司确定了病毒靶点，设计了新的药物化合物，并预测了临床试验的成功率，在临床前药物候选者方面取得了前所未有的成功。

另一家开创性公司LabGenius利用人工智能简化了抗体的生产。他们的AI程序通过快速探索数百万种抗体组合，显著加速了这一过程。该系统从实验结果中学习，在设计及生产抗体方面超越了人类效率。这种方法不仅加快了开发速度，还提高了产生更优结果的可能性。

橡树岭国家实验室开发的AI编辑器代表了可持续生物工程的重大飞跃。通过用AI模型增强CRISPR Cas9基因组编辑工具，科学家解锁了从微生物中利用可再生能源的潜力。这一突破不仅提高了生物能源原料植物基因组编辑的效率，也为药物开发带来了希望。随着ORNL研究人员继续利用其他实验室实验和微生物物种的数据完善其工具，人们不禁要问：AI编辑器将在生物工程及更广泛的领域揭示哪些其他革命性应用？