Profluent 用 AI 從頭設計基因編輯器：開源 OpenCRISPR-1，效能媲美天然 Cas9

過去幾十年裡，生物學家為了找一把好用的「分子剪刀」，可以說是翻遍了地球的每一個角落。

從滾燙的溫泉、泥炭沼澤，到動物糞便，甚至是酸奶發酵罐，科學家們像淘金客一樣篩查微生物，才好不容易撞大運碰上了 Cas9 這樣的天然工具。

現在，AI 公司 Profluent 打破了這種碰運氣的傳統。他們宣佈利用大語言模型從頭設計出了全新的基因編輯工具，並正式開源了其中的核心成果 OpenCRISPR-1。

這意味著我們不再需要求助於大自然幾十億年的隨機演化，動動手指輸入需求，AI 就能在電腦裡替你畫出從未存在過的基因剪刀。

讀懂 500 萬種蛋白質的「造詞法」

傳統的蛋白質工程要麼直接照抄大自然，要麼在天然分子的基礎上一點點人工誘變，效率極低。

一個典型的 Cas9 蛋白通常由 1000 多個胺基酸組成。理論上它可能擁有的序列組合數量，比整個可觀測宇宙中的原子總數還要多上好幾個數量級。

在這麼龐大的空間裡盲人摸象，只要放錯一個胺基酸，整套精密的分子剪刀就可能徹底癱瘓。如果全靠溼實驗逐一測試，人類可能要試上幾輩子。

Profluent 的做法是把大語言模型請進實驗室。他們首先構建了迄今為止最龐大的資料庫 CRISPR-Cas Atlas，整理出 510 萬個天然 CRISPR 相關蛋白，一口氣把人類已知的天然多樣性拉高了 2.7 倍。

隨後，團隊針對其中近 24 萬個 Cas9 蛋白訓練生成式語言模型。模型學會了蛋白質內部複雜的三維空間規律與化學語法，隨後一口氣生成了 400 萬條全新的分子序列。

經過去除低效序列和生信篩選，這套模型憑空造出的分子庫，直接把已知 CRISPR 家族的多樣性推高了 4.8 倍。

差了 400 個突變，但在人體細胞裡照樣幹活

AI 生成出來的分子，真能放進人類細胞裡剪下 DNA 嗎？

Profluent 團隊挑選出了候選分子 OpenCRISPR-1，並將其放進真正的人類細胞中進行驗證。

結果讓人驚訝：OpenCRISPR-1 與臨床上最常用的天然工作基準 SpCas9 相比，胺基酸序列有著超過 400 處的差異。換句話說，它已經脫離了傳統意義上的修修補補，完全是一把嶄新的工具。

但在實際測試中，它的編輯活性與識別特異性不僅完全媲美 SpCas9，甚至在某些指標上表現得更為精準。

更難得的是，Profluent 並沒有把這項突破鎖進保險櫃，而是直接向全球公開發布並開源了 OpenCRISPR-1，允許科研人員和商業機構在合規倫理框架內自由探索與開發。

為什麼重要

在生物醫藥領域，CRISPR 技術的專利叢林長期由少數幾家頭部機構壟斷。高昂的授權壁壘與專利糾紛，不僅讓初創團隊舉步維艱，也無形中推高了下游基因療法的開發成本。

OpenCRISPR-1 的開源徹底改變了遊戲規則。它不僅是一項概念驗證，更為全球實驗室提供了一個現成、高效能且不受傳統專利束縛的全新起點。

我們認為，Profluent 這次走得極其聰明。他們沒有選擇去做一個通用且寬泛的模型，而是直接瞄準了已經經過臨床驗證、市場接受度極高的 Cas9 賽道，用完全不同的序列做出了同等甚至更好的效果，精準繞開了專利限制。

當然，從電腦裡設計出一把好剪刀，到真正治病救人之間還有很長的路。脫靶風險、免疫原性以及體內遞送效率，都需要更嚴謹的體內試驗來長期檢驗。

但毫無疑問，生成式 AI 正在把生物學從一門依靠偶然發現的經驗科學，變成一門可預測、可程式設計的精密工程。