dsh-bio-graft:基因編輯設計專科插件

前言

DeepSeek Harness (DSH) 採用插件化架構,生態由社區維護。在構建生物信息學智能體時,針對特定領域(如基因編輯)需要專用的設計工具。dsh-bio-graft 是 dsh-bio 家族的一員,由 moonbowterfly 維護,專注於 CRISPR/gene-editing 設計流程。

插件定位

dsh-bio-graft 是 DSH 的基因編輯設計專科插件。它通過 graft_* 語義化工具集,提供從 sgRNA 候選枚舉、切割位點計算、評分向量保留,到脫靶掃描、鹼基編輯設計及驗證方案生成的全鏈路能力。

核心能力

插件提供 11 個語義化工具,核心能力如下:

  • NucleaseProfile 註冊表:內置編輯器幾何證據分級(verified/pam_source),區分未驗證狀態(如 Cas12b/Cas13a)。
  • sgRNA 候選枚舉與評分:使用 graft_design 掃描 PAM,生成候選列表。工具保留完整評分向量(GC、同聚物、seed 序列等),而非生成單一綜合分;切割位點計算支持 IUPAC 感知。
  • 聲明式排名:使用 graft_rank 對候選進行 Pareto 或 Lexicographic 排序,輸出 policy_id 和 policy_digest,剔除候選帶明確原因。
  • 脫靶掃描:通過 graft_offtarget 調用 Cas-OFFinder 進行結構化掃描。工具返回 interpretation_boundary(機器可讀邊界聲明),0 命中時會列出常見假陰性原因(如基因組版本不符、N 缺口)。
  • 鹼基編輯設計:使用 graft_base_edit 設計 CBE/ABE,支持窗口內鹼基編輯、旁觀者效應及密碼子後果分析(synonymous/missense 等)。
  • 多策略評估:使用 graft_strategy 評估多 guide 策略(如 deletion_pair、paired_nickase),計算預測缺失區間及 pairwise 脫靶組合。
  • 驗證方案生成:使用 graft_validation_plan 生成包含分子/分母/assay 的驗證指標,支持植物特異性要求。
  • EditPlan 賬本管理:通過 graft_plan_save 和 graft_plan_load 管理可審計的 .editplan.json 賬本,支持歷史回溯。

安裝與啓用

作爲 DSH 插件,可通過以下命令安裝:

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

安裝後,工具註冊表與 genie 設置面板將自動同步,無需額外配置。

典型用法

插件支持以下典型操作:

  1. 掃描與枚舉:使用 graft_design 掃描 PAM 並生成候選。
  2. 排名與篩選:使用 graft_rank 對候選進行聲明式排名。
  3. 脫靶檢測:使用 graft_offtarget 進行脫靶檢測。
  4. 鹼基編輯:使用 graft_base_edit 設計鹼基編輯。
  5. 策略評估:使用 graft_strategy 評估多 guide 策略。
  6. 驗證方案:使用 graft_validation_plan 生成驗證方案。

注意事項

  • 運行依賴:
    • 需要 Python >= 3.10(可複用 dsh-bio-genie 環境)。
    • 脫靶掃描依賴 Cas-OFFinder(BSD-3),需手動放置或通過 graft_backend_status action=ensure 自動獲取。
    • 需要安裝 OpenCL 運行時(GPU 驅動自帶,純 CPU 運行需額外安裝)。
  • 安全分級:插件內置 Level 0-3 安全分級門控,針對人類體細胞(Level 1)、臨牀決策(Level 2)及可遺傳編輯(Level 3)有不同的設計限制。
  • 許可政策:MIT 許可證,不捆綁任何許可不兼容的代碼(如 GPL-3+ 的 FlashFry)。

結語

dsh-bio-graft 爲 DSH 生態提供了從設計到驗證的完整基因編輯工作流。通過保留評分向量和可審計的 EditPlan,它適合需要嚴謹實驗流程的科研與開發場景。

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