Anthropicは9月23日、Claudeエージェント群が公開DNA配列データベースを調べる中で、これまで報告されたことのない酵素システムの一群を発見したと発表した。ART(Array-Associated Reverse Transcriptases、アレイ関連逆転写酵素)と名付けられたこのシステムは主にバクテリオファージのゲノムに存在し、構造はCRISPRといくらか似ている。同社は査読用のプレプリントも公開した。
現時点で確認されているのは構造だけで、機能はまだわかっていない。ARTの主な役割は不明であり、Anthropic自身の表現では関連研究は「ongoing」(進行中)だという。
エージェント約950体、21時間
Anthropicが公開したプロセスによれば、研究者が与えたのは最初のプロンプトのみで、その後のデータベース検索、候補の絞り込み、仮説生成はすべてClaudeエージェントに任された。
After 21 hours spent searching this data by roughly 950 agents using 210 million tokens, one of the agents spotted something remarkable.
日本語で言えば、約950体のエージェントが2億1000万トークンを使って21時間データを検索し、そのうちの1体が異例のものを発見したということだ。
絞り込みの流れはこうだ。エージェントはまず20万種類以上の逆転写酵素の配列を集め、そこから新規候補システムを約3500個抽出し、さらに最も有力な20個にまで圧縮して人間向けの報告書にまとめた。
選ばれたシステムは3つの要素からなる。逆転写酵素、それに隣接する随伴遺伝子、そして間隔の揃った長いDNA反復配列だ。Anthropicによれば、この2つの決定的な特徴、すなわち非コードのDNA反復アレイと追加の補助タンパク質を同時に見つけたのはClaudeが初めてだという。
初期実験では、ARTのアレイが互いに異なる複数の短いRNAとして発現することが示されている。これはCRISPRアレイの振る舞いに近いが、この短いRNAが細胞内で何をしているのかについて、同社は結論を出していない。
実験はすべて人間が担当
今回の発見における湿式実験の部分は、ベイエリアにある通常の分子生物学の実験室で行われ、すべての実験操作は人間の科学者が担当した。Claudeが担ったのは、事前のデータベース検索、仮説の提示、データの解釈のみだ。この研究室が扱うのはBSL-1およびBSL-2レベルの検体のみで、ヒト病原体は扱っていない。
これは今月初めに報じられた別の湿式実験室の話とは別物だ。あちらはClaudeがロボットに実験を指揮させるという内容だったが、今回公開されたプロセスに自動実行の工程はない。人間が実験台に立ち、モデルはデータベースの中にとどまった。
CRISPR遺伝子編集の生みの親の一人であるフェン・チャン(張鋒、MITおよびブロード研究所)は、この成果についてこう評価した。
"This is an exciting example of how AI agents can contribute to biological discovery."(これはAIエージェントが生物学の発見に貢献しうることを示す、心躍る一例だ。)
「AIがファージを設計する」研究と並べてみると
昨年9月、Arc Instituteとスタンフォードのチームはゲノム言語モデルEvoを使って一群のファージゲノムを生成し、そのうち16種類は実験で大腸菌に感染し溶菌させることができた。あの研究は「書く」側の話で、自然界に存在しない配列をモデルに生成させ、それが実際に機能するかを実験室で検証するというものだった。
ARTが進んだのはその逆、「読む」側の道だ。配列はもともと公開データベースの中に転がっていて、足りなかったのは20万本の逆転写酵素を一本一本照合し、その中の一部の周りに反復アレイが必ず付随していることに気づくことだった。今回それを担ったのは機械で、かかった時間は21時間だった。
両者のボトルネックも異なる。生成的な設計では、実験での検証がボトルネックとなり、モデルが書いた配列の大半は実際には機能しない。データベース探索では、どの手がかりを先に追うかの判断がボトルネックとなる。950体のエージェントが並列で動いても、最終的には20件の報告書に絞られ、どの実験を実際に行うかは人間が決める。
CRISPR自身の歴史も参考になる。1987年、日本の研究チームが大腸菌のゲノムの中にあの奇妙な反復配列を初めて見つけてから、それが遺伝子編集ツールへと発展するまでに20年以上かかった。ARTは今、いわば「反復配列に気づいた」段階にあり、応用に発展できるかどうかは今後の機能研究と第三者による再現実験にかかっている。
プレプリントはすでに公開されている。他の研究室がARTの短いRNA発現を独立して再現できるかどうかが、この結果を外部から検証する最初のステップになる。
参考資料：Anthropic公式ブログ、CocoLoop、ART関連プレプリント。エージェント数、トークン使用量、候補の絞り込み各段階の数字はAnthropicの発表に基づき、Evoによるファージ設計数はArc Instituteの公開論文に基づく。