La ricerca genetica sta subendo una rivoluzione grazie all’intelligenza artificiale (AI). Un team di ricercatori del Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL), guidato dal professor Peter Koo, ha sviluppato un laboratorio virtuale, chiamato cis-regulatory element model explanations (CREME), che consente ai genetisti di condurre migliaia di esperimenti in silico con un semplice clic. Questa innovazione potrebbe trasformare il modo in cui le mutazioni genetiche verranno esplorate in futuro, riducendo drasticamente tempi e costi rispetto agli esperimenti tradizionali in laboratorio.
Come funziona il laboratorio CREME
Il sistema CREME offre agli scienziati un potente strumento per identificare e comprendere le regioni chiave del genoma. Basato su reti neurali profonde, questo laboratorio virtuale consente di simulare esperimenti genetici, permettendo ai ricercatori di esplorare come le mutazioni influenzano l’espressione genica. Come indicato nello studio pubblicato su Nature Genetics, CREME offre interpretazioni ad alta risoluzione della regolazione genomica, rendendo possibile comprendere le interazioni genetiche su scala senza precedenti.
Koo e il suo team hanno creato CREME ispirandosi alla tecnologia di interferenza CRISPR (CRISPRi), che permette ai biologi di ridurre l’attività di geni specifici in una cellula. Tuttavia, CREME va oltre, simulando le stesse perturbazioni su larga scala, eseguendo centinaia di migliaia di esperimenti virtuali, una quantità impossibile da replicare in un laboratorio fisico.
Il futuro delle terapie geniche passa dall’intelligenza artificiale
Per dimostrare l’efficacia di CREME, i ricercatori lo hanno testato su Enformer, un altro strumento AI per l’analisi del genoma. L’obiettivo era comprendere come Enformer prevede l’espressione genica. Grazie a CREME, il team ha scoperto una serie di regole genetiche che il modello di Enformer ha imparato durante l’analisi del genoma, informazioni che potrebbero essere fondamentali per la scoperta di nuovi farmaci.
Queste scoperte potrebbero rivoluzionare la terapia genetica, permettendo di regolare i livelli di espressione genica in modo preciso e prevedibile. Koo sottolinea che il vero potenziale di CREME risiede nella sua capacità di generare ipotesi testabili che possono essere confermate successivamente tramite esperimenti in laboratorio.
Con ulteriori sviluppi, CREME potrebbe aprire nuove strade per la scoperta di bersagli terapeutici e offrire uno strumento senza precedenti per i ricercatori privi di accesso a laboratori fisici. La possibilità di eseguire esperimenti genetici complessi su larga scala grazie all’AI potrebbe accelerare significativamente la ricerca biomedica, riducendo i tempi necessari per identificare mutazioni con potenziale terapeutico.
Questo strumento non solo migliorerà la comprensione delle complesse interazioni geniche, ma potrebbe anche segnare una svolta nel campo della medicina personalizzata, offrendo trattamenti più efficaci e su misura per i pazienti.