Profluent 用 AI 从头设计基因编辑器：开源 OpenCRISPR-1，性能媲美天然 Cas9

过去几十年里，生物学家为了找一把好用的「分子剪刀」，可以说是翻遍了地球的每一个角落。

从滚烫的温泉、泥炭沼泽，到动物粪便，甚至是酸奶发酵罐，科学家们像淘金客一样筛查微生物，才好不容易撞大运碰上了 Cas9 这样的天然工具。

现在，AI 公司 Profluent 打破了这种碰运气的传统。他们宣布利用大语言模型从头设计出了全新的基因编辑工具，并正式开源了其中的核心成果 OpenCRISPR-1。

这意味着我们不再需要求助于大自然几十亿年的随机演化，动动手指输入需求，AI 就能在电脑里替你画出从未存在过的基因剪刀。

读懂 500 万种蛋白质的「造词法」

传统的蛋白质工程要么直接照抄大自然，要么在天然分子的基础上一点点人工诱变，效率极低。

一个典型的 Cas9 蛋白通常由 1000 多个氨基酸组成。理论上它可能拥有的序列组合数量，比整个可观测宇宙中的原子总数还要多上好几个数量级。

在这么庞大的空间里盲人摸象，只要放错一个氨基酸，整套精密的分子剪刀就可能彻底瘫痪。如果全靠湿实验逐一测试，人类可能要试上几辈子。

Profluent 的做法是把大语言模型请进实验室。他们首先构建了迄今为止最庞大的数据库 CRISPR-Cas Atlas，整理出 510 万个天然 CRISPR 相关蛋白，一口气把人类已知的天然多样性拉高了 2.7 倍。

随后，团队针对其中近 24 万个 Cas9 蛋白训练生成式语言模型。模型学会了蛋白质内部复杂的三维空间规律与化学语法，随后一口气生成了 400 万条全新的分子序列。

经过去除低效序列和生信筛选，这套模型凭空造出的分子库，直接把已知 CRISPR 家族的多样性推高了 4.8 倍。

差了 400 个突变，但在人体细胞里照样干活

AI 生成出来的分子，真能放进人类细胞里剪切 DNA 吗？

Profluent 团队挑选出了候选分子 OpenCRISPR-1，并将其放进真正的人类细胞中进行验证。

结果让人惊讶：OpenCRISPR-1 与临床上最常用的天然工作基准 SpCas9 相比，氨基酸序列有着超过 400 处的差异。换句话说，它已经脱离了传统意义上的修修补补，完全是一把崭新的工具。

但在实际测试中，它的编辑活性与识别特异性不仅完全媲美 SpCas9，甚至在某些指标上表现得更为精准。

更难得的是，Profluent 并没有把这项突破锁进保险柜，而是直接向全球公开发布并开源了 OpenCRISPR-1，允许科研人员和商业机构在合规伦理框架内自由探索与开发。

为什么重要

在生物医药领域，CRISPR 技术的专利丛林长期由少数几家头部机构垄断。高昂的授权壁垒与专利纠纷，不仅让初创团队举步维艰，也无形中推高了下游基因疗法的开发成本。

OpenCRISPR-1 的开源彻底改变了游戏规则。它不仅是一项概念验证，更为全球实验室提供了一个现成、高性能且不受传统专利束缚的全新起点。

我们认为，Profluent 这次走得极其聪明。他们没有选择去做一个通用且宽泛的模型，而是直接瞄准了已经经过临床验证、市场接受度极高的 Cas9 赛道，用完全不同的序列做出了同等甚至更好的效果，精准绕开了专利限制。

当然，从电脑里设计出一把好剪刀，到真正治病救人之间还有很长的路。脱靶风险、免疫原性以及体内递送效率，都需要更严谨的体内试验来长期检验。

但毫无疑问，生成式 AI 正在把生物学从一门依靠偶然发现的经验科学，变成一门可预测、可编程的精密工程。