技术突破 - 西班牙基因组调控中心团队利用生成式AI设计出可控制哺乳动物特定细胞基因表达的合成DNA序列，这一技术被称为"基因开关" [1] - AI模型能够预测合适的DNA字母组合（A、T、C、G），以实现特定细胞类型中的基因表达模式，例如让干细胞发育成红细胞而不是血小板 [1] - 研究人员合成了约250个字母长度的DNA片段，并通过病毒载体导入细胞中，验证了AI设计的合成增强子功能正常 [1] 应用前景 - 人工增强子可被精确设计成只在特定细胞中起作用的"开/关"模式，大幅减少对健康细胞的副作用，对于开发新一代基因疗法至关重要 [2] - 这一技术为未来个性化医疗和精准基因治疗打开了新的大门 [3] - 传统方法依赖自然界已有的DNA调控元件，如增强子，但种类有限难以满足复杂治疗需求，而AI技术可从零开始创造自然界不存在的DNA片段 [1] 研究过程 - 团队在过去5年中开展了超过64000次实验，构建了迄今为止最大的血细胞合成增强子数据库 [2] - 测试了38种不同转录因子的结合位点排列和强度，并追踪每种增强子在血细胞发育7个阶段中的活性变化 [2] - 研究发现一些增强子组合表现出"负协同效应"，即原本单独促进基因表达的两个因子共同出现时反而抑制基因活动 [2] 验证结果 - 团队让AI设计激活荧光蛋白基因的DNA序列并插入小鼠血细胞基因组随机位置，结果显示基因表达完全符合预期 [1] - 证明AI设计的合成增强子功能正常，能够精确调控基因表达 [1]