
Anthropic 表示,Claude 在感染细菌的病毒 DNA 中发现了一种此前未知的酶系统。早期研究已记录到位于其核心的这种酶,但似乎忽略了它周围的部分。
Anthropic 于 9 月 23 日公布了这些发现。这些发现是有力证据,表明 AI 如今能够发现人类专家忽略的模式。但这一发现究竟意味着什么?
实验室之外的人为什么要关心这件事?
许多改变医学的发现,都始于科学家注意到自然界中某种奇特的现象。科学家使用在细菌中发现的限制性内切酶,帮助催生了生物技术产业。
来自黄石一处温泉的一种酶成为 PCR 的基础。这种复制 DNA 的方法如今支撑着大量现代医学检测。
如今,Claude 仅凭 Anthropic 科学家给出的大致方向,就迈出了这一“注意到”的步骤。Anthropic 首席执行官达里奥·阿莫代伊(Dario Amodei)认为,这符合一种更宏观的规律。2023 年,AI 模型连高中数学都很吃力。
他说,到 2026 年底,它们已开始解决该领域一些最棘手的开放性难题。他相信,用于生物学的 AI 正处在类似的曲线上。
阿莫代伊说,如果他没错,更快的发现可能揭示新的药物靶点和新型疗法。这不会缩短临床试验,但可能把更多有前景的候选药物送入研发管线。
他此前曾写道,AI 有望在 5 到 10 年内帮助治愈大多数疾病。他称这一目标勉强可能实现。
目前,每一项实验仍由人类科学家进行,而这一新系统的功能尚不清楚。
CRISPR 究竟是什么?
细菌不断遭到被称为噬菌体(phage)的病毒攻击。许多细菌依靠一种名为 CRISPR 的系统进行防御。
CRISPR 的运作方式就像一个记忆库。细菌把过去入侵者的 DNA 短片段储存在重复序列之间,科学家把这一段称为阵列(array)。
每个片段都会被复制成一小段 RNA。如果同一种病毒再次来袭,这段 RNA 便会引导一种蛋白质去找到并切割相匹配的病毒 DNA。
科学家最初把 CRISPR 视为细菌 DNA 中一种不寻常的重复模式。后来他们学会换入自行设计的 RNA 向导,使该系统变得可编程,并将其变成如今用于医学的基因编辑工具。
Claude 发现了什么?
Claude 发现的系统围绕另一种酶构建,这种酶名为逆转录酶。它把 RNA 反向复制成 DNA;据 Anthropic 称,细菌会利用许多这类酶来抵御病毒。
研究人员此前已在一种巨型噬菌体中记录到这种特定的酶——那是一种异常巨大、会感染细菌的病毒。然而,早期研究似乎忽略了该系统的决定性特征。Claude 似乎是最先发现它们的。
其一是一种伙伴蛋白,其功能目前无人知晓。其二是一长串均匀间隔的 DNA 重复序列组成的阵列,其排布方式与 CRISPR 阵列十分相似。CRISPR 多存在于细菌中,而 ART 则主要出现在感染细菌的噬菌体里。
Anthropic 把这个三部分构成的结构称为阵列相关逆转录酶(array-associated reverse transcriptases),即 ART。发现它的那个 Claude 智能体在读取原始 DNA 时记录下了自己的惊讶。
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Claude 智能体是如何发现它的?
该智能体是约 950 个从事同一项搜索的 Claude 智能体之一。Anthropic 的科学家用一条提示词启动了它,要求 Claude 在一个庞大的 DNA 数据库中寻找新的逆转录酶。
在 21 小时里,这些智能体使用了 2.1 亿个 token——也就是 AI 模型处理的文本小片段。它们收集了超过 200,000 种逆转录酶,并挑出 3,500 个新的候选系统。
随后,智能体把该名单缩小到 20 个最有说服力的候选者,并撰写报告供人类审阅。据 Anthropic 称,这类分析可能需要一位专家科学家花上数周至数月。
“在梳理 RT 附近的原始 DNA 序列时,这个智能体惊呼:“[RT 旁边的 DNA] 太惊人了:我用肉眼就能看到一个串联重复阵列 … 这是一个类似 CRISPR 的 … 重复阵列?!”
ART 背后的这个智能体,工作方式很像人类科学家。它清点重复序列、测量它们的间距、将排布方式与已知系统比较,并查阅文献以寻找早期的相关报道。
Anthropic 的科学家只提供了提示词,实验室工作由他们自己完成。至于哪些线索值得追查,则由智能体自行判断。
那项实验室工作在该公司位于湾区的设施进行,那里不处理会感染人类的病原体。
实验室迄今有何发现?
该实验室的首批实验,为 ART 可能如何运作提供了早期线索。团队发现,ART 的重复阵列会被转化为一组各不相同的短 RNA。
这与 CRISPR 相呼应:在 CRISPR 中,每一段短 RNA 都充当向导,把系统指向某个靶点。Anthropic 表示,这一结果暗示 ART 可能正在发生类似的情况。
ART 兼具的这些特征也十分罕见。据 Anthropic 称,只有屈指可数的其他已知系统同时具备。
它们都是可编程的,并能作用于 DNA,例如对其进行切割、复制或粘贴。除 CRISPR 之外,其中若干正被开发为工具。
不过,Anthropic 尚未证明 ART 能做到上述任何一点。该公司称,目前仍不清楚该系统的主要功能,进一步的实验正在进行。
Anthropic 的首席执行官如何看待此事?
Anthropic 首席执行官阿莫代伊在 X 上表示,公司怀疑 ART 可能是一种新的基因编辑机制。在
“把这件事视为偶然或奇闻很容易,但我们一再看到这样一种规律:AI 在新的智力领域的表现,会在短短几年内从薄弱跃升到超越人类,” 他说。
阿莫代伊指出,斯坦福的一个团队最近发现了一种带有非编码阵列的逆转录酶系统。据他所说,它在某些方面与 ART 相似,但两者是各自独立演化而来的。
这会是下一个 CRISPR 吗?
麻省理工学院和 Broad 研究所的 CRISPR 先驱张锋(Feng Zhang)审阅了这份预印本——一篇尚未经过同行评审的早期论文。他称这些 RNA 重复阵列耐人寻味,值得进一步研究。
华盛顿大学医学院的微生物学家凯文·布莱克(Kevin Blake)则更为怀疑。他对半岛电视台(Al Jazeera)表示,自然界中的 CRISPR 与作为技术的 CRISPR 大不相同。
他还指出,仍有无数类似 CRISPR 的序列尚未被编目,因为还有数以百万计的细菌物种有待研究。
“没有任何迹象表明这会成为 CRISPR 这一技术的竞争对手,或能被开发成任何形式的治疗或实际应用,” 他评论道。
Anthropic 表示,进一步的实验正在进行,以弄清 ART 如何发挥作用。结果应能显示,它的重复序列究竟指向一种新的可编程工具,还是噬菌体生物学中的一种奇特现象。
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来源:BeInCrypto




