苏黎世大学研究人员开发出名为Pythia的人工智能工具，可预测CRISPR切割后的DNA修复规律，从而指导超高精度基因编辑。该技术已在人类细胞、热带爪蛙和小鼠活体中成功验证，显著提升编辑安全性与精准度，为疾病建模、蛋白质追踪及下一代靶向基因疗法提供强大支持。
核心突破
- AI驱动精准编辑：Pythia通过分析DNA修复规律，有效减少非靶向遗传变异
- 多物种验证：在人类细胞系、爪蛙胚胎及小鼠脑细胞中均实现高效编辑
- 治疗潜力：为神经系统疾病等难治性疾病开发安全基因疗法奠定基础
联合研究团队由苏黎世大学、比利时根特大学和瑞士联邦理工学院组成，通过AI技术预测DNA断裂修复机制。首席研究员Thomas Naert表示："我们开发的微同源序列修复模板如同分子胶水，引导细胞进行精准遗传修改"。该技术已在人类细胞培养中实现高精度基因编辑，并扩展至爪蛙和活体小鼠模型。
修复规律与AI预测
"DNA修复遵循特定模式而非随机过程，Pythia正是利用这些规律实现预测"，Naert解释道。传统CRISPR编辑依赖细胞自身修复机制，存在破坏邻近基因的风险。通过机器学习模拟数百万种编辑结果，研究团队确立了DNA修复的可预测规则，解决了"如何在特定组织中实现最优小片段基因修改"这一核心问题。
该技术不仅实现单碱基修改和外源基因整合，还能进行蛋白质荧光标记。Naert强调："这种能力使我们能直接观察蛋白质在健康与病变组织中的动态"。相较于传统方法，新方案在所有测试细胞中均表现优异，特别适用于脑部等无细胞分裂的器官。
精准基因疗法基础
研究团队以德尔斐神庙女祭司Pythia命名该工具，喻其预测能力。苏黎世大学解剖研究所教授Soeren Lienkamp指出："如同气象学家用AI预测天气，我们正在预测细胞对遗传干预的响应。这种预测能力对临床基因编辑的安全性至关重要"。
研究显示，该技术通过建模与实验的闭环验证，为遗传疾病研究和基因疗法开发提供了新途径，尤其在神经系统疾病领域展现出应用潜力。相关成果已发表于《自然-生物技术》期刊，为下一代精准医疗技术奠定基础。
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