Zürcher Forschungsteam kombiniert Gentechnik mit KI

Die neue Methode mit dem Namen «Pythia» stellte das Forschungsteam in einer am Dienstag in der Fachzeitschrift «Nature Biotechnology» veröffentlichten Studie vor. Die Forschenden haben dafür die bekannte Genschere Crispr-Cas9 verbessert. Die Genschere kann die beiden Stränge der DNA an einer gewünschten Stelle durchtrennen.

Nach dem Schnitt will die Zelle den Bruch sofort reparieren. So können Forschende der DNA neue DNA-Abschnitte einfügen. Diese Reparaturen folgen zwar vorhersehbaren Mustern, können aber zu unerwünschten Ergebnissen führen, etwa zur Zerstörung umliegender Gene, wie die Universität Zürich in einer Mitteilung zur Studie erklärte.

Nun haben Forschende der Universität Zürich (UZH) zusammen mit Forschenden der Universität Gent in Belgien und der ETH Zürich mit Künstlicher Intelligenz (KI) ein Werkzeug entwickelt, das vorhersagt, wie Zellen ihre DNA reparieren, nachdem sie von einer Genschere geschnitten wurde.

An Zellkulturen und im Mäusehirn getestet

«So wie Meteorologen KI nutzen, um das Wetter vorherzusagen, nutzen wir sie, um zu prognostizieren, wie Zellen auf genetische Eingriffe reagieren werden», wurde Studienleiter Soeren Lienkamp, Professor am Institut für Anatomie der UZH, in der Mitteilung zitiert. Dieses Vorhersagevermögen sei unerlässlich für eine sichere, zuverlässige und klinisch nützliche Gen-Editierung.

Neben der Veränderung einzelner Buchstaben des genetischen Codes oder der Integration eines von aussen zugeführten Gens kann die Methode der Universität Zürich zufolge auch eingesetzt werden, um bestimmte Proteine fluoreszierend zu markieren.

Getestet haben die Forschenden das neue Werkzeug an Zellkulturen mit menschlichen Zellen, an einem tropischen Frosch und und an lebenden Mäusen, in denen die Forschenden laut der Studie DNA in Hirnzellen veränderten.