Forscher der Stanford School of Medicine des Stanford University Medical Center haben mit CRISPR-GPT ein KI-Tool entwickelt, das Wissenschaftler bei der Planung von Genomeditierungsexperimenten unterstützen kann. Basierend auf dem CRISPR-Geneditierungssystem nutzt diese Technologie die Verarbeitung natürlicher Sprache, um Forschern bei der Erstellung von Versuchsplänen, der Datenanalyse und der Optimierung von Designs zu helfen. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Biomedical Engineering veröffentlicht.

CRISPR-GPT wurde anhand von elf Jahren wissenschaftlicher Literatur, experimentellen Daten und Expertendiskussionsprotokollen trainiert und kann nun wie ein menschlicher Wissenschaftler schlussfolgern. „Wir hoffen, dass CRISPR-GPT uns helfen wird, neue Medikamente in Monaten statt Jahren zu entwickeln“, sagte Le Cong, Assistenzprofessor für Pathologie und Genetik. „Ein KI-Agent, der Experimente beschleunigen kann, könnte letztendlich Leben retten.“ Das Tool wurde erfolgreich in Gen-Knockout-Experimenten an Lungenkrebszellen und Genaktivierungsexperimenten an Melanomzellen eingesetzt.

Während der Anwendung geben Forscher Versuchsziele, Hintergrundinformationen und Gensequenzen über eine Textschnittstelle ein. CRISPR-GPT erstellt dann einen detaillierten Versuchsplan und prognostiziert mögliche Off-Target-Effekte. Das System bietet drei Modi: Anfänger, Experte und Frage-und-Antwort und richtet sich damit an Benutzer mit unterschiedlichem Fachwissen. Zhou Yilong, Gaststudent an der Tsinghua-Universität, sagte: „CRISPR-GPT fühlt sich weniger wie ein Werkzeug an, sondern eher wie ein jederzeit verfügbarer Laborpartner. Wenn ich etwas nicht verstehe, kann ich einfach eine Frage stellen, und es erklärt mir das Design oder passt es an, um es mir verständlicher zu machen.“

Diese Technologie senkt die Hürde bei der Gestaltung von CRISPR-Experimenten erheblich. Studien haben gezeigt, dass selbst unerfahrene Forscher komplexe Experimente, die normalerweise umfangreiches Ausprobieren erfordern, beim ersten Versuch erfolgreich abschließen können. Neben der Verbesserung der experimentellen Effizienz verfügt CRISPR-GPT auch über integrierte ethische Sicherheitsmechanismen, die Reaktionen automatisch abbrechen, wenn unethische Anfragen, beispielsweise mit menschlichen Embryonen oder viralen Modifikationen, erkannt werden.

Das Forschungsteam arbeitet mit Institutionen wie Google DeepMind und der Princeton University zusammen, um die Anwendung dieser Technologie weiter auszubauen. Zukünftig soll das KI-gestützte System auf weitere genomische Bereiche wie die Stammzellmodellierung und die Erforschung von Krankheitsmechanismen ausgeweitet werden.

Weitere Informationen: Yuanhao Qu et al., CRISPR-GPT-Agentenautomatisierung für Gen-Editing-Experimente, Nature Biomedical Engineering (2025). Zeitschrifteninformationen: Nature Biomedical Engineering