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近日，中國科學院遺傳與發育生物學研究所科研團隊創新性地運用AI輔助的大規模蛋白結構預測，建立起全新的基于三級結構的高通量蛋白聚類方法，成功開發了一系列具有我國自主知識產權的新型堿基編輯工具。新研發的堿基編輯系統是具有我國自主知識產權的精準基因編輯技術，對我國生物技術產業的發展具有重要意義。

蛋白質是生命活動的主要承擔者。通過對蛋白質進行功能聚類，是理解其參與的生理過程、設計新型蛋白質等的重要手段。蛋白質功能由其三維空間結構所決定，開發基于三維結構的高通量蛋白質聚類方法，將為蛋白質功能研究提供更直接、可靠的手段，并推動未知蛋白質的功能挖掘。

堿基編輯系統可以實現單核苷酸精度的DNA或RNA精準編輯，是基因功能研究、疾病治療、生物育種的變革性技術。研究人員創新性地開展了基于三維結構的蛋白質多重比對與聚類，成功將潛在的脫氨酶劃分為20個不同的分支。研究表明，當蛋白集合的序列同源性較低且功能多樣時，相比于傳統的基于氨基酸一級序列的聚類方法，通過AI輔助的蛋白質結構聚類能夠得到更準確的結果。因此，該方法為蛋白質功能分析和挖掘提供了一個高效、可靠的新策略。

研究人員基于上述進一步聚類的結果，全新鑒定到45個單鏈胞嘧啶脫氨酶和13個雙鏈胞嘧啶脫氨酶，開發了一系列新型堿基編輯系統，并在小鼠、大豆等動植物細胞中進行了測試。研究突破了現有脫氨酶的應用瓶頸，展現出新型堿基編輯系統在醫學和農業方面廣泛的應用前景。研究成果于6月27日23時在國際學術期刊《細胞》發表。

圖：基于AI輔助的蛋白結構聚類挖掘脫氨酶并開發具有新特性的堿基編輯系統。

（總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉）