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Precise DNA base editing using AlphaFold3-based contact modelling

delete2026-07-22
delete0
PRE
AI
H
Haowei Meng
雷
雷志鑫 (Zhi‐Xin Lei)
Y
Yongchang Yan
L
Liren Wang
S
Sihan Zhang
X
Xichen Rao
C
Chuyun Shao
X
Xiaoting Zhang
Ke Chen 封面图
Ke Chen (Ke Chen)
L
Lei Yang
R
Rongrong Liu
G
Gaohui Yang
R
Ruoyu Shen
R
Ruichu Gu
X
Xinyan Wang
Y
Yiya Wang
S
Suiru Lu
Z
Zhicong Lv
B
Bo He
H
Han Wen
李
李大力 (Dali Li) *
YI, Chengqi 封面图
YI, Chengqi (Chengqi Yi) *
DOI:10.1038/s41586-026-10794-zdelete
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摘要

摘要

En 中文
实现生化转化中的高特异性对于研究和治疗至关重要。这对于基因组编辑尤为重要,因为增强工具的特异性可确保有效的精确编辑结果¹,²。当前策略受限于活性-特异性权衡、高劳动强度和低成功率³,⁴。在此,我们提出ContactSeek,一种基于人工智能的框架,利用AlphaFold3(AF3)预测的接触概率⁵来提高基因组编辑器的特异性。以Cas9–TadA腺嘌呤碱基编辑器⁶⁻⁸为例,我们绘制了其全基因组脱靶位点,并将脱靶DNA序列输入AF3。在AF3输出中,我们发现接触概率比预测的三维结构更能灵敏地检测到靶标与非靶标复合物之间的差异相互作用。将接触概率与基于测序的脱靶信号相关联,ContactSeek识别并排序了共识接触区域,这些区域是邻近的Cas残基,其对DNA/引导RNA的接触变化一致,并确定了其中的特异性决定残基。ContactSeek还可模块化应用,并识别出TadA8e脱氨酶中的关键残基。靶向扩增子测序、全基因组分析、R-环测定和RNA测序共同证实了其显著增强的特异性;我们最佳变体结合了Cas9和TadA8e的两个突变,表现优于多种已知的高保真腺嘌呤碱基编辑器。ContactSeek也可推广应用于Cas12a基胞嘧啶碱基编辑器。总体而言,我们的框架代表了一种由AF3驱动的模型,专门用于特异性改进,为通过整合结构和功能维度提高基因组编辑工具的精度建立了范例。ContactSeek是一种AlphaFold3驱动的模型,能够提高基因组编辑工具的精度。

期刊

Nature 封面图
Nature
IF:
48.5
论文数:
1.8W
被引数:
96.5W

机构

A
ai for science institute
学者数:
57
论文数: 35
被引数: 0
E
east china normal university
学者数:
3.1W
论文数: 2.1W
被引数: 25
P
peking university
学者数:
11.9W
论文数: 8.7W
被引数: 146
T
The First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University
学者数:
437
论文数: 120
被引数: 0
C
chinese academy of sciences
学者数:
56.7W
论文数: 45.0W
被引数: 704
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