dsh-bio-graft:基因编辑设计专科插件

前言

DeepSeek Harness (DSH) 采用插件化架构,生态由社区维护。在构建生物信息学智能体时,针对特定领域(如基因编辑)需要专用的设计工具。dsh-bio-graft 是 dsh-bio 家族的一员,由 moonbowterfly 维护,专注于 CRISPR/gene-editing 设计流程。

插件定位

dsh-bio-graft 是 DSH 的基因编辑设计专科插件。它通过 graft_* 语义化工具集,提供从 sgRNA 候选枚举、切割位点计算、评分向量保留,到脱靶扫描、碱基编辑设计及验证方案生成的全链路能力。

核心能力

插件提供 11 个语义化工具,核心能力如下:

  • NucleaseProfile 注册表:内置编辑器几何证据分级(verified/pam_source),区分未验证状态(如 Cas12b/Cas13a)。
  • sgRNA 候选枚举与评分:使用 graft_design 扫描 PAM,生成候选列表。工具保留完整评分向量(GC、同聚物、seed 序列等),而非生成单一综合分;切割位点计算支持 IUPAC 感知。
  • 声明式排名:使用 graft_rank 对候选进行 Pareto 或 Lexicographic 排序,输出 policy_id 和 policy_digest,剔除候选带明确原因。
  • 脱靶扫描:通过 graft_offtarget 调用 Cas-OFFinder 进行结构化扫描。工具返回 interpretation_boundary(机器可读边界声明),0 命中时会列出常见假阴性原因(如基因组版本不符、N 缺口)。
  • 碱基编辑设计:使用 graft_base_edit 设计 CBE/ABE,支持窗口内碱基编辑、旁观者效应及密码子后果分析(synonymous/missense 等)。
  • 多策略评估:使用 graft_strategy 评估多 guide 策略(如 deletion_pair、paired_nickase),计算预测缺失区间及 pairwise 脱靶组合。
  • 验证方案生成:使用 graft_validation_plan 生成包含分子/分母/assay 的验证指标,支持植物特异性要求。
  • EditPlan 账本管理:通过 graft_plan_save 和 graft_plan_load 管理可审计的 .editplan.json 账本,支持历史回溯。

安装与启用

作为 DSH 插件,可通过以下命令安装:

dsh plugin --profile web add @dsh-bio/dsh-bio-graft

安装后,工具注册表与 genie 设置面板将自动同步,无需额外配置。

典型用法

插件支持以下典型操作:

  1. 扫描与枚举:使用 graft_design 扫描 PAM 并生成候选。
  2. 排名与筛选:使用 graft_rank 对候选进行声明式排名。
  3. 脱靶检测:使用 graft_offtarget 进行脱靶检测。
  4. 碱基编辑:使用 graft_base_edit 设计碱基编辑。
  5. 策略评估:使用 graft_strategy 评估多 guide 策略。
  6. 验证方案:使用 graft_validation_plan 生成验证方案。

注意事项

  • 运行依赖:
    • 需要 Python >= 3.10(可复用 dsh-bio-genie 环境)。
    • 脱靶扫描依赖 Cas-OFFinder(BSD-3),需手动放置或通过 graft_backend_status action=ensure 自动获取。
    • 需要安装 OpenCL 运行时(GPU 驱动自带,纯 CPU 运行需额外安装)。
  • 安全分级:插件内置 Level 0-3 安全分级门控,针对人类体细胞(Level 1)、临床决策(Level 2)及可遗传编辑(Level 3)有不同的设计限制。
  • 许可政策:MIT 许可证,不捆绑任何许可不兼容的代码(如 GPL-3+ 的 FlashFry)。

结语

dsh-bio-graft 为 DSH 生态提供了从设计到验证的完整基因编辑工作流。通过保留评分向量和可审计的 EditPlan,它适合需要严谨实验流程的科研与开发场景。

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