ใช้ AlphaFold ช่วยออกแบบโปรตีนตัดต่อยีนให้ปลอดภัยขึ้น

งานวิจัยใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature แสดงให้เห็นว่าเครื่องมือทำนายโครงสร้างโปรตีนอย่าง AlphaFold สามารถนำมาดัดแปลงเพื่อช่วยแก้ปัญหาความปลอดภัยของการตัดต่อยีนได้ โดยเป้าหมายหลักคือการลดความเสี่ยงของการแก้ไข DNA ผิดตำแหน่ง หรือ off-target effects ซึ่งเป็นหนึ่งในข้อจำกัดสำคัญของเทคโนโลยีตัดต่อยีนรุ่นแรก ๆ

แม้ระบบตัดต่อยีนจะถูกพัฒนาให้จำเพาะต่อเป้าหมายมากขึ้นเรื่อย ๆ แต่จีโนมของมนุษย์มีขนาดใหญ่และมีลำดับดีเอ็นเอที่คล้ายกันซ้ำได้โดยบังเอิญ จึงยังมีโอกาสที่เครื่องมือจะไปตัดต่อในตำแหน่งที่ไม่ต้องการได้ ยิ่งหากต้องแก้ไขเซลล์จำนวนมากเพื่อใช้เป็นการรักษา ความผิดพลาดที่เกิดขึ้นในสัดส่วนต่ำก็อาจสะสมจนกลายเป็นความเสี่ยงที่มีนัยสำคัญ

ทีมวิจัยจึงใช้ AlphaFold ในบทบาทที่มากกว่าการทำนายรูปทรงของโปรตีนทั่วไป โดยปรับเครื่องมือเพื่อช่วยระบุบริเวณสำคัญบนโปรตีนตัดต่อยีนที่เกี่ยวข้องกับการเกิด off-target จากนั้นจึงออกแบบการเปลี่ยนแปลงในโปรตีนเหล่านั้นเพื่อลดแนวโน้มการจับหรือการทำงานผิดพลาด

แนวทางนี้สะท้อนว่าปัญหาความปลอดภัยของ gene editing ไม่ได้แก้ด้วยการเพิ่มความแม่นยำเพียงอย่างเดียว แต่ยังต้องอาศัยการออกแบบโปรตีนเชิงโครงสร้างอย่างละเอียด เพื่อทำให้ระบบทั้งชุดมีพฤติกรรมที่ควบคุมได้มากขึ้นในสภาพการใช้งานจริง

หากแนวทางดังกล่าวพัฒนาได้ต่อเนื่อง ก็อาจช่วยลดอุปสรรคสำคัญของการนำการตัดต่อยีนไปสู่การรักษาทางคลินิก โดยเฉพาะในโรคที่ต้องอาศัยการแก้ไขเซลล์จำนวนมากและต้องมีมาตรฐานความปลอดภัยสูงมาก ขณะเดียวกันยังตอกย้ำบทบาทของ AI ในงานชีววิศวกรรมที่ไม่ได้จำกัดอยู่แค่การวิเคราะห์ข้อมูล แต่รวมถึงการออกแบบโมเลกุลเพื่อใช้ในทางการแพทย์ด้วย