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蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者。對蛋白質(zhì)進行功能聚類，是理解其參與生理過程、設(shè)計新型蛋白質(zhì)的重要手段。現(xiàn)有方法主要基于氨基酸一級序列的相似性對蛋白質(zhì)進行聚類分析，并以此推斷其功能和演化關(guān)系。

“然而，蛋白質(zhì)功能是由其三維空間結(jié)構(gòu)所決定的，開發(fā)出基于三維結(jié)構(gòu)的高通量蛋白質(zhì)聚類方法，將為蛋白質(zhì)功能研究提供更直接、可靠的手段，并推動未知蛋白質(zhì)的功能挖掘。”論文通訊作者、中科院遺傳發(fā)育所研究員高彩霞介紹。

堿基編輯系統(tǒng)可以實現(xiàn)DNA或RNA的精準編輯，是基因功能研究、疾病治療、生物育種的變革性技術(shù)。“但是，現(xiàn)有堿基編輯系統(tǒng)的核心元件——脫氨酶來源于單一家族，這就導致堿基編輯仍有諸多局限，難以滿足多元化的應用需求。”高彩霞說，正因如此，創(chuàng)新地挖掘新型脫氨酶，開發(fā)適用于不同應用場景的新型堿基編輯工具是一項很重要的工作。

此次，研究人員首先通過人工智能蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測模型對具有代表性的脫氨功能序列的蛋白質(zhì)進行了批量三維結(jié)構(gòu)預測，隨后創(chuàng)新性地開展了基于三維結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)多重比對與聚類。基于聚類結(jié)果，研究人員開發(fā)了一系列新型堿基編輯系統(tǒng)，并在動、植物細胞中進行了測試。測試結(jié)果顯示，新型堿基編輯系統(tǒng)突破了現(xiàn)有脫氨酶的應用瓶頸，在醫(yī)學和農(nóng)業(yè)方面展現(xiàn)出廣泛的應用前景。

(責任編輯：范曉婷)

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