Anthropic은 9월 23일, 클로드 에이전트 무리가 공개 DNA 서열 데이터베이스를 뒤지다가 이전에 보고된 적 없는 효소 체계를 발견했다고 밝혔다. 이 체계는 ART(Array-Associated Reverse Transcriptases, 배열 연관 역전사효소)로 명명됐다. 주로 박테리오파지 게놈에서 발견되며, 구조는 CRISPR와 어느 정도 닮았다. 회사는 동료 검토를 위한 프리프린트도 함께 공개했다.
지금까지 확인된 것은 구조일 뿐, 기능은 아직 밝혀지지 않았다. ART의 주된 역할은 알려져 있지 않으며, Anthropic 스스로도 관련 연구가 "진행 중(ongoing)"이라고 표현했다.
에이전트 약 950개, 21시간
Anthropic이 공개한 과정에 따르면, 연구자들은 최초의 프롬프트만 제시했고 이후의 데이터베이스 검색, 후보 선별, 가설 생성은 모두 클로드 에이전트가 맡았다.
After 21 hours spent searching this data by roughly 950 agents using 210 million tokens, one of the agents spotted something remarkable.
쉽게 말해, 약 950개의 에이전트가 2억 1000만 토큰을 사용해 21시간 동안 데이터를 검색했고, 그중 하나가 심상치 않은 것을 발견했다는 것이다.
선별 과정은 이렇게 좁혀졌다. 에이전트들은 먼저 20만 개 이상의 역전사효소 서열을 수집한 뒤, 그중에서 신규 후보 시스템 약 3500개를 골라냈고, 다시 가장 유력한 20개로 압축해 사람에게 넘길 보고서를 작성했다.
선정된 이 체계는 세 부분으로 이뤄져 있다. 역전사효소 하나, 그 옆에 붙어 있는 동반 유전자 하나, 그리고 간격이 고른 긴 DNA 반복 서열이다. Anthropic에 따르면 이 두 가지 결정적 특징, 즉 비암호화 DNA 반복 배열과 추가적인 보조 단백질을 함께 알아챈 것은 클로드가 처음인 것으로 보인다.
초기 실험에서는 ART 배열이 서로 다른 여러 개의 짧은 RNA로 발현되는 것으로 나타났다. 이는 CRISPR 배열의 작동 방식과 비슷하지만, 이 짧은 RNA가 세포 안에서 무슨 역할을 하는지에 대해서는 회사도 결론을 내리지 않았다.
실험은 전부 사람이 수행
이번 발견의 습식 실험 부분은 베이 에어리어의 평범한 분자생물학 실험실에서 이뤄졌으며, 모든 실험 조작은 인간 과학자가 직접 수행했다. 클로드는 사전 검색, 가설 제시, 데이터 해석만을 담당했다. 이 실험실은 BSL-1과 BSL-2 등급의 시료만 다루며, 인체 병원체는 취급하지 않는다.
이는 이달 초 보도된 또 다른 습식 실험실 이야기와는 별개다. 그 소식은 클로드가 로봇을 지휘해 실험을 진행하도록 했다는 내용이었지만, 이번에 공개된 과정에는 자동 실행 단계가 없다. 사람이 실험대에 섰고, 모델은 데이터베이스 안에 머물렀다.
CRISPR 유전자 편집의 창시자 중 한 명인 장펑(Feng Zhang, MIT 및 브로드 연구소)은 이번 연구에 대해 다음과 같이 평가했다.
"This is an exciting example of how AI agents can contribute to biological discovery."(이는 AI 에이전트가 생물학적 발견에 기여할 수 있음을 보여주는 흥미로운 사례다.)
"AI가 파지를 설계한다"는 연구와 나란히 놓고 보면
지난해 9월, Arc Institute와 스탠퍼드 연구팀은 유전체 언어 모델 Evo를 이용해 파지 게놈 여러 개를 생성했고, 그중 16종은 실험에서 대장균을 감염시키고 용균시킬 수 있었다. 그 연구는 "쓰는" 작업이었다. 자연에 존재하지 않는 서열을 모델이 생성하도록 한 뒤, 실제로 작동하는지를 실험실에서 검증하는 방식이다.
ART는 그 반대인 "읽는" 길을 택했다. 서열은 이미 공개 데이터베이스에 들어 있었고, 부족했던 것은 20만 개의 역전사효소를 하나하나 대조해 그중 일부 옆에 항상 반복 배열이 붙어 있다는 사실을 알아채는 일이었다. 이번에는 그 일을 기계가 맡았고, 걸린 시간은 21시간이었다.
두 접근법의 병목 지점도 다르다. 생성형 설계는 실험적 검증이 병목이 되어, 모델이 만들어낸 서열 대부분이 실제로는 작동하지 않는다. 데이터베이스 탐색은 어떤 단서를 먼저 좇을지 판단하는 것이 병목이다. 950개의 에이전트가 병렬로 돌아가도 결국은 20건의 보고서로 수렴됐고, 어떤 실험을 실제로 할지는 사람이 결정한다.
CRISPR 자체의 역사도 참고가 된다. 1987년 일본 연구팀이 대장균 게놈에서 그 기이한 반복 서열을 처음 알아챈 뒤, 그것이 유전자 편집 도구로 발전하기까지 20년 넘게 걸렸다. ART는 지금 비슷하게 "반복 서열을 알아챈" 단계에 있으며, 응용으로 이어질 수 있을지는 앞으로의 기능 연구와 독립적인 재현 실험에 달려 있다.
프리프린트는 이미 공개됐다. 다른 실험실이 ART의 짧은 RNA 발현을 독립적으로 재현할 수 있을지가 이 결과를 외부에서 검증하는 첫 단계가 될 것이다.
참고 출처: Anthropic 공식 블로그, CocoLoop, ART 관련 프리프린트. 에이전트 수, 토큰 사용량, 후보 선별 단계별 수치는 Anthropic의 발표를 기준으로 했으며, Evo의 파지 설계 수치는 Arc Institute의 공개 논문을 기준으로 했다.