Claude 在噬菌體發現新酶系統 ART

Anthropic於9月23日公布,一批Claude代理在公開DNA序列資料庫中找到了一類先前沒有人描述過的酶系統,命名為ART(Array-Associated Reverse Transcriptases,陣列關聯反轉錄酶)。這類系統主要出現在噬菌體基因組中,結構與CRISPR有幾分相似。公司同時釋出了預印本,供同行審閱。

目前能確認的是結構,不是用途。ART的主要功能仍不清楚,Anthropic的原話是相關研究「仍在進行中(ongoing)」。

950個代理,21小時

根據Anthropic揭露的流程,研究人員只給了初始提示,之後的資料庫檢索、候選篩選與假說產生都交由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.

白話來說:大約950個代理動用2.1億個token,花了21小時檢索資料,其中一個代理發現了不尋常的東西。

篩選的漏斗是這樣收窄的:代理先蒐集了20萬個以上的反轉錄酶序列,從中挑出約3500個新的候選系統,再壓縮到20個最具說服力的候選,寫成報告交給人類。

被選中的這類系統由三個部分組成:一個反轉錄酶、緊鄰它的一個伴隨基因,以及一長串間隔均勻的DNA重複序列。Anthropic表示,Claude看起來是第一個同時注意到這兩項定義性特徵的——也就是那段非編碼的DNA重複陣列,以及那個額外的輔助蛋白。

初步實驗顯示,ART陣列會表現成一組彼此不同的短RNA。這一點與CRISPR陣列的運作方式相近,但這類短RNA在細胞裡究竟做什麼,公司並未給出結論。

實驗全部由人類完成

這次發現的濕實驗部分是在灣區一間普通的分子生物學實驗室完成的,所有實驗操作都由人類科學家執行,Claude只負責前端的檢索、提出假說與解讀數據。這間實驗室只處理BSL-1與BSL-2等級的樣本,不接觸人類病原體。

這和本月稍早報導的那間濕實驗室是兩回事。那則消息說的是讓Claude指揮機器人執行實驗,這次公布的流程裡則沒有自動執行的環節,人站在實驗台前,模型則留在資料庫裡。

CRISPR基因編輯的奠基者之一張鋒(Feng Zhang,任職於MIT與博德研究所)對這項工作的評價是:

"This is an exciting example of how AI agents can contribute to biological discovery."(這是AI代理為生物學發現做出貢獻的一個令人興奮的例子。)

與「AI設計噬菌體」放在一起看

去年9月,Arc研究所與史丹佛團隊用基因組語言模型Evo生成了一批噬菌體基因組,其中16種在實驗中能感染並裂解大腸桿菌。那項工作屬於「寫」——讓模型生成自然界不存在的序列,再拿到實驗室驗證能不能存活。

ART走的是另一條路,是「讀」。序列本來就躺在公開資料庫裡,缺的是有人把20萬條反轉錄酶一條條比對過去,留意到其中一小類旁邊總是掛著一串重複陣列。這次這件事交給了機器,只花了21小時。

兩條路的難點也不一樣。生成式設計的瓶頸在實驗驗證,模型寫出來的序列多數活不了;資料庫探勘的瓶頸則在於判斷該先追哪條線索,950個代理平行運作,最終仍要靠20份報告收斂,再由人類決定要做哪幾項實驗。

CRISPR自身的歷史可以作為參照:1987年日本團隊在大腸桿菌基因組裡第一次注意到那段奇怪的重複序列,到它被改造成基因編輯工具,中間隔了二十多年。ART目前正處在類似「注意到重複序列」的階段,能不能發展出應用,要看後續的功能研究與同行複製實驗。

預印本已經公開,其他實驗室能否獨立複製ART的短RNA表現,是外界檢驗這項結果的第一步。

參考來源:Anthropic官方部落格、CocoLoop、ART相關預印本;代理數量、token用量、候選漏斗各級數字以Anthropic揭露為準,Evo噬菌體設計數量以Arc研究所公開論文為準。