港大研结合AI及蛋白质工程技术　提升基因编辑效率　治疗遗传疾病

港大医学院研究团队结合人工智能与蛋白质工程技术，发现更有效的CRISPR-Cas9变体，可应用于基因治疗。研究拓展出更庞大的虚拟数据作分析，令变体数据可大增至原有的20倍，并加快筛选的速度。研究团队更将方法应用于改良多个Cas9蛋白，并设计出具有增强基因编辑效率的新金黄葡萄球菌Cas9（SaCas9）的变体。

由港大医学院生物医学学院系助理教授黄兆麟领导的研究团队，将“机器学习”融合至高通量筛选平台，结合PI和WED结构域中的多点突变以设计活性更强的SaCas9蛋白。PAM对于Cas9的可编辑目标相当重要，透过减弱PAM与DNA之间的相互作用，从而减少PAM所带来的编辑限制，可让Cas9编辑更广泛的基因目标，为了弥补与DNA之间被减弱的相互作用，需要同时于WED结构域加强与DNA的相互作用，以增强Cas9的编辑能力。

蛋白质建模分析亦预测新改良变体

在筛选和随后的验证中，团队辨别了新的变体，包括当中名为KKH-SaCas9-plus的变体，它在特定基因组位点的活性增强了高达33%。而蛋白质建模分析亦预测新改良的变体，有机会增加在WED和PI结构域与带有PAM DNA双链之间的新相互作用。

结构导向设计一直主导著Cas9改良工程的领域，然而，它只探索了少数位点、氨基酸残基突变和多位点的组合突变。研究发现在结合“机器学习”到多点组合突变的筛选研究中，有助将实验数据产出最大化，大大降低实验的筛选时间和成本，并从更多的变体中寻找到更高效的变体KKH-SaCas9-plus。

已就研究成果提交了专利申请

黄兆麟表示，此方法将大大加快Cas9蛋白的改良，使基因组编辑技术得以更有效地应用于治疗遗传疾病。相关研究成果现已在国际科学期刊《自然—通讯》，并就此提交了专利申请。