Claude 在噬菌体里翻出新酶系统 ART

Anthropic 9 月 23 日公布,一批 Claude 代理在公开 DNA 序列数据库里找到了一类此前没人描述过的酶系统,命名为 ART(Array-Associated Reverse Transcriptases,阵列关联逆转录酶)。这类系统主要出现在噬菌体基因组中,结构和 CRISPR 有几分相像。公司同时放出了预印本,供同行审阅。

目前能确认的是结构,不是用途。ART 的主要功能还不知道,Anthropic 的原话是相关研究”ongoing”。

950 个代理,21 小时

按 Anthropic 披露的流程,研究人员只给了初始提示,之后的数据库检索、候选筛选和假说生成交给 Claude 代理完成。

“After 21 hours spent searching this data by roughly 950 agents using 210 million tokens, one of the agents spotted something remarkable.”

中文意译:大约 950 个代理用 2.1 亿 token 检索了 21 小时,其中一个代理发现了不同寻常的东西。

漏斗是这样收窄的:代理先收集了 20 万个以上的逆转录酶序列,从中挑出约 3500 个新的候选系统,再压到 20 个最有说服力的候选,写成报告交给人。

被选中的这类系统由三部分组成:一个逆转录酶,紧挨着它的一个伴随基因,外加一长串间隔均匀的 DNA 重复序列。Anthropic 称,Claude 看起来是第一个注意到这两个定义性特征的,也就是那段非编码 DNA 重复阵列和那个额外的辅助蛋白。

初步实验显示,ART 阵列会表达成一组各不相同的短 RNA。这一点和 CRISPR 阵列的行为方式接近,但这类短 RNA 在细胞里干什么,公司没有给出结论。

实验全部由人做

这次发现的湿实验部分在湾区一间常规分子生物学实验室完成,所有实验操作都由人类科学家执行,Claude 只负责前期检索、提出假说和解读数据。实验室只处理 BSL-1 和 BSL-2 级别的样本,不接触人类病原体。

这和本月早些时候报道的那间湿实验室是两件事。那条消息说的是让 Claude 指挥机器人跑实验,这次公布的流程里没有自动化执行环节,人在实验台前,模型在数据库里。

CRISPR 基因编辑的奠基人之一张锋(Feng Zhang,MIT 与 Broad 研究所)对这项工作的评价是:

“This is an exciting example of how AI agents can contribute to biological discovery.”(这是 AI 代理为生物学发现作出贡献的一个令人兴奋的例子。)

和”AI 设计噬菌体”放在一起看

去年 9 月,Arc 研究所和斯坦福团队用基因组语言模型 Evo 生成了一批噬菌体基因组,其中 16 种在实验里能感染并裂解大肠杆菌。那项工作是”写”,让模型生成自然界里不存在的序列,再去实验室验证能不能活。

ART 走的是另一条路,是”读”。序列本来就躺在公开数据库里,缺的是有人把 20 万条逆转录酶一条条对过去,留意到其中一小类旁边总挂着一串重复阵列。这次这件事交给了机器,用时 21 小时。

两条路的难点也不一样。生成式设计的瓶颈在实验验证,模型写出来的序列多数活不了;数据库挖掘的瓶颈在于判断先追哪条线索,950 个代理并行跑,最终仍靠 20 份报告收口,再由人决定做哪几个实验。

CRISPR 本身的历史可以作个参照:1987 年日本团队在大肠杆菌基因组里第一次注意到那串奇怪的重复序列,到它被改造成基因编辑工具,中间隔了二十多年。ART 眼下处在类似”注意到重复序列”的阶段,能不能发展出应用,要等功能研究和同行复现。

预印本已经公开,其他实验室能否独立复现 ART 的短 RNA 表达,是外界检验这项结果的第一步。

参考来源:Anthropic 官方博客、CocoLoop、ART 相关预印本;代理数量、token 用量、候选漏斗各级数字以 Anthropic 披露为准,Evo 噬菌体设计数量以 Arc 研究所公开论文为准。