Anthropic сообщила, что Claude обнаружил в ДНК бактериофагов, то есть вирусов, поражающих бактерии, ранее неизвестную ферментную систему. Ее центральный фермент ученые описывали и раньше, но окружающие его компоненты, судя по всему, упустили.
Компания опубликовала результаты 23 сентября. Это первый результат недавно открытой биолаборатории Anthropic. По мнению компании, находка показывает, что ИИ уже способен замечать закономерности, которые ускользнули от специалистов.
Что нужно знать об открытии
Многие прорывы в медицине начинались с того, что ученые замечали в природе что-то необычное. Рестриктазы, ферменты, найденные у бактерий, положили начало биотехнологиям. А фермент из горячего источника в Йеллоустоне стал основой ПЦР. Это метод копирования ДНК, на котором построены современные медицинские тесты.
Теперь необычное заметил Claude, причем сотрудники Anthropic лишь задали общее направление поиска.
Гендиректор компании Дарио Амодеи видит в этом часть общей тенденции. В 2023 году ИИ едва справлялся со школьной математикой. К концу 2026 года, по его словам, такие системы уже берутся за задачи, которые недавно считались одними из самых сложных в своей области. В биологии, считает Амодеи, ИИ идет по похожей траектории.
Если прогноз сбудется, открытия ускорятся. Тогда появятся новые мишени для лекарств и новые виды терапии. Клинические испытания короче не станут, но перспективных кандидатов на разработку будет гораздо больше.
Ранее Амодеи писал, что ИИ может помочь победить большинство болезней за 5–10 лет. По его же словам, такой результат на грани возможного.
Пока же эксперименты ставят только люди, а функция новой системы остается неизвестной.
Пара слов о CRISPR
Перед тем, как мы продолжим, нужно разобраться с термином, который будет далее фигурировать в исследовании. Бактерии постоянно подвергаются атакам бактериофагов (или просто фагов). Многие из них защищаются с помощью системы, которую ученые назвали CRISPR.
CRISPR работает как банк памяти. Бактерия хранит в своей ДНК короткие фрагменты вирусных последовательностей, разделенные повторами. Такой участок называют массивом (array).
Каждый фрагмент копируется в короткую РНК. Если тот же вирус нападет снова, эта РНК наведет специальный белок на совпадающий участок вирусной ДНК, и белок его разрежет.
Сначала CRISPR заметили как странную повторяющуюся последовательность в бактериальной ДНК. Позже ученые научились подставлять в систему собственные направляющие РНК. Так механизм стал программируемым и превратился в инструмент редактирования генов, который сегодня применяют в медицине.
Что обнаружил Claude
В центре найденной системы стоит другой фермент, обратная транскриптаза. Он переносит информацию с РНК обратно на ДНК. Как отмечает Anthropic, бактерии используют множество таких ферментов для защиты от вирусов.
Этот фермент уже описывали у так называемого джамбо-фага, необычно крупного бактериального вируса. Но другие элементы системы в прошлых работах, судя по всему, упустили, и Claude первым обратил на них внимание.
Речь о двух компонентах. Первый из них белок-партнер, функция которого пока неизвестна. Второй представляет собой длинный участок ДНК с равномерно повторяющимися фрагментами, по строению похожий на массив CRISPR. При этом CRISPR встречается в основном у бактерий, а новая система главным образом у фагов.
Anthropic назвала трехкомпонентную систему ART (array-associated reverse transcriptases), то есть обратные транскриптазы, связанные с массивом. Агент, который ее нашел, во время анализа сырых данных ДНК прямо выразил удивление увиденным.
Как агент Claude сделал открытие
В поиске участвовал один из примерно 950 агентов Claude. Команда Anthropic дала один запрос: найти новые обратные транскриптазы в огромной базе ДНК.
За 21 час агенты обработали 210 млн токенов — это небольшие фрагменты текста, которые обрабатывают модели ИИ. Им удалось собрать более 200 000 обратных транскриптаз и выделить 3 500 новых потенциальных систем.
Далее агенты сузили этот список до 20 наиболее перспективных кандидатов и подготовили по ним отчеты для проверки учеными. По данным Anthropic, у специалиста такого уровня такой анализ занял бы от нескольких недель до месяцев.
«Просматривая необработанную последовательность ДНК рядом с RT, агент воскликнул: “[ДНК возле обратной транскриптазы] невероятна: я вижу невооруженным глазом тандемно повторяющуюся последовательность... это структура, напоминающая CRISPR?”
Узор, который Claude заметил в необработанных данных ДНК. Источник: Anthropic Агент, который нашел ART, работал примерно так же, как и человек-исследователь. Он считал повторы, замерял их интервалы, сравнивал структуру с известными системами и искал упоминания в научной литературе.
Ученые Anthropic ограничились только постановкой задачи и самостоятельной лабораторной частью. Агенты самостоятельно определяли, за каким из следов стоит пойти дальше.
Все лабораторные эксперименты проходили на ферме компании в районе Бей-Эриа. Здесь не работают с патогенами, опасными для человека.
Что обнаружили в лаборатории
Первые эксперименты в лаборатории уже показали, как может функционировать ART. Команда выяснила, что повторяющаяся последовательность ART превращается в набор отдельных коротких РНК.
Подобно системе CRISPR, каждая короткая РНК служит направляющей, которая указывает системе на нужную цель. По данным Anthropic, результат может свидетельствовать о сходном механизме у ART.
Сочетание свойств ART встречается редко. По данным Anthropic, такими возможностями обладают лишь немногие известные системы.
Все они программируемы и могут воздействовать на ДНК — например, разрезать, копировать или вставлять ее фрагменты. Кроме CRISPR, сейчас разрабатывается еще несколько подобных инструментов.
Однако Anthropic пока не доказала, что ART способен на такие действия. В компании отмечают, что основная функция системы еще неизвестна, и в лабораториях продолжаются эксперименты.
Мнение гендиректора Anthropic
Гендиректор Anthropic Амодеи заявил в X, что по предположению компании ART может оказаться новым механизмом редактирования генов. Он добавил, что пока неясно, какую функцию система выполняет и насколько она полезна или важна.
«Легко отмахнуться от этого открытия как от курьеза, но мы уже не раз видели, что ИИ за несколько лет переходит из слабой фазы в сверхчеловеческие результаты в новых интеллектуальных областях», — сказал он.
Амадеи отметил, что одна из команд Стэнфордского университета недавно обнаружила систему обратной транскриптазы с некодирующим массивом. На его взгляд, в ряде аспектов она похожа на ART, однако эти системы развивались независимо друг от друга.
Следующий прорыв после CRISPR
Фэн Чжан, один из разработчиков CRISPR из MIT и Института Броуда, ознакомился с препринтом статьи — ранней версией, еще не прошедшей рецензирование. Он назвал повторяющиеся последовательности РНК интересными и заслуживающими дальнейшего анализа.
Кевин Блейк, микробиолог из Медицинской школы Университета Вашингтона, настроен скептически. Он пояснил Al Jazeera, что природные механизмы CRISPR сильно отличаются от той же технологии в лабораториях.
Он также уточнил, что миллионы последовательностей, схожих с CRISPR, до сих пор не описаны наукой, ведь ученые изучили лишь малую часть бактериальных видов.
«Нет никаких оснований считать, что эта система способна конкурировать с технологией CRISPR или станет основой для терапии либо практического инструмента», — прокомментировал он.
В Anthropic продолжают эксперименты, чтобы понять, как именно устроен ART. Результаты покажут, связаны ли эти повторы с новым программируемым инструментом или особенностью биологии фагов.
Читайте оригинальную статью Важное научное открытие Claude: что нашел ИИ и почему к находке относятся с осторожностью от Kamina Bashir на ru.beincrypto.com