Представляємо нові науково-дослідницькі групи та лабораторії Anthropic. Ми зосереджені на фундаментальних біологічних дослідженнях за допомогою Claude. Це означає дослідження наборів даних ДНК для виявлення неохарактеризованих сімейств білків, створення великомасштабних гіпотез і перевірку їх за допомогою лабораторних експериментів. У цьому дописі ми представляємо команду, яка стоїть за цим дослідженням, і ділимося ранніми результатами відкриття Клодом нової ферментної системи з властивостями, що нагадують CRISPR, лише під керівництвом вчених високого рівня.

Багато відкриттів, які зробили революцію в біології та медицині, почалися, коли вчені помітили щось дивне серед дивовижного розмаїття молекулярних машин, знайдених у природі. фермент рестрикції, Білок, який розрізає ДНК у певній короткій послідовності, Він міститься в імунній системі бактерій і руйнує ДНК вірусів, що вторглися. Дослідники зрозуміли, що вони можуть використовувати ці ферменти для розрізання ДНК у вибраних місцях і зрощування генів від одного організму до іншого, і біотехнологічна індустрія почала розвиватися. Taq-полімераза – це фермент, який копіює ДНК при високих температурах і був ідентифікований у бактеріях з Єллоустоунських Хот-Спрінгс. Це стало основою для ПЛР, методу копіювання ДНК, який використовується в багатьох сучасних методах діагностики. CRISPR вперше був помічений як незвичайні повторювані послідовності в ДНК певних бактерій і зараз є основою для ліків, заснованих на редагуванні генів.

Навесні 2026 року ми створили дослідницьку групу, щоб з’ясувати, чи можуть загальні моделі ШІ кодифікувати та прискорити такі відкриття. Ми вважаємо, що це прискорення буде досягнуто завдяки створенню нових способів проведення біологічних досліджень, коли агенти співпрацюють з людьми на кожному етапі процесу. Розробка цього нового способу роботи вимагала однієї команди, щоб побудувати власну лабораторію та працювати над усім: від навчання Клода біології до проведення експериментів у лабораторії.

Сьогодні ми ділимося першими результатами однієї з наших перших дослідницьких програм. У цій програмі Клод автономно відкрив нову ферментну систему, пов’язану з серією повторів ДНК, модель, що нагадує CRISPR. Хоча її можливості ще невідомі, система, яку виявив Клод, має набір функцій, наявних лише в кількох інших системах, усі з яких можна програмувати для виконання таких операцій, як вирізання, копіювання та вставлення ДНК. Окрім CRISPR, яка вже зробила революцію в науці та медицині, наразі розробляються кілька інших подібних систем як перспективні інструменти.

Система, відкрита Клодом, заснована на зворотній транскриптазі (ЗТ), ферменті, який копіює РНК в ДНК. Хоча цю базову RT, знайдену в гігантських фагах, було ідентифіковано в попередніх дослідженнях, Клод, схоже, був першим, хто помітив визначальні особливості цієї системи: серію асоційованих некодуючих послідовностей ДНК і додаткових додаткових білків невідомої функції.

Ознайомившись із препринтом, Фен Чжан, один із піонерів редагування геному CRISPR і професор Массачусетського технологічного інституту та Інституту Броуда, сказав:

Це цікавий приклад того, як агенти ШІ можуть сприяти біологічним відкриттям. Ідентифікація масивів повторів РНК, асоційованих зі зворотною транскриптазою, становить великий інтерес і заслуговує на подальше вивчення. Ми сподіваємося, що це дослідження спонукає більше вчених досліджувати, як штучний інтелект може підтримати їхні дослідження.

Ми попросили Клода пошукати у великій базі даних послідовностей ДНК цікаві нові приклади RT. Хоча наша участь обмежувалася початковими підказками та лабораторною роботою, агенти Клода прочесали базу даних, дослідили окремі родини RT і визначили цікавих кандидатів на власний розсуд. Після того, як приблизно 950 агентів витратили 21 годину на пошук цих даних, використовуючи 210 мільйонів токенів, один із них виявив щось надзвичайне. Це повторюваний шаблон послідовностей ДНК, який з’являється поруч із дивним на вигляд геном RT. Подальший аналіз і тестування в нашій лабораторії виявили, що ця картина характеризує раніше неохарактеризовану ферментну систему, знайдену в бактеріофагах (віруси, які інфікують бактерії), яка називається зворотною транскриптазою, асоційованою з масивом (ART).

Тривають дослідження, щоб зрозуміти основні функції АРТ. Однак ми вважаємо, що важливо ділитися такими висновками завчасно, щоб продемонструвати можливості Клода та дати ширшій спільноті зрозуміти, над чим ми працюємо. Ми випустили препринт (тут), який пояснює це більш детально.

Про нашу лабораторію

Ми — команда вчених, які присвятили свою кар’єру пошуку рідкісних білків, і ми спеціалізуємося на використанні обчислювальних підходів для систематичного зчитування ДНК, інтерпретації її еволюції та виділення біологічних систем для подальшої характеристики. До приєднання до Anthropic наші дослідження допомогли нам краще зрозуміти еволюцію та регулювання системи CRISPR, відкрити нові ферменти для клітинної та генної терапії наступного покоління та створити інструменти для прискорення ідентифікації аномалій ДНК, у тому числі патогенних мутацій у людей. Ми є частиною наукової організації Anthropic разом із командами, які займаються відкриттям ліків і навчанням Клода біології та хімії.

Наша лабораторія в Bay Area виглядає як типова лабораторія молекулярної біології. Наше дослідження зосереджено лише на нижчих рівнях ризику для біобезпеки (BSL-1 і BSL-2) і не стосується патогенів, які можуть заразити людей. Всю лабораторну роботу виконують люди-вчені. Хоча ми експериментували з використанням штучного інтелекту для прискорення лабораторної роботи в таких ініціативах, як Model Hardware Standard, цей підхід менш корисний для типу спеціальних робочих процесів, пов’язаних із дослідженнями молекулярної біології.

як ми працюємо

Багато наших робочих процесів передбачають пошук Клодом великих колекцій послідовностей ДНК, пов’язаних із білками невідомої функції. Одна типова схема починається з дослідження конкретного сімейства білків. Клод підтверджує метод, читаючи відповідну літературу та відтворюючи встановлені результати з опублікованих даних. Потім він шукає членів родини та геномних сусідів, які не відповідають описаній системі, і створює короткий, зрозумілий для людини звіт, який пропонує характеристики та пояснює докази, що підтверджують твердження щодо кожного кандидата. У подальшому аналізі Клод критично оцінює докази. Як правило, на цьому етапі більшість кандидатів відсівається. Пошук може завершитися лише одним кандидатом, який варто перевірити, або взагалі без жодного кандидата.

Коли кандидат проходить перевірку, ми експресуємо білок у стандартних лабораторних штамах, біохімічно та структурно характеризуємо його та тестуємо в нашій лабораторії, а Клод допомагає з інтерпретацією даних. Ми працюємо, використовуючи ті самі інструменти, які доступні будь-якому вченому, Claude Science і Claude Code, але в деяких випадках ми використовуємо власний джгут для координації багатьох сеансів Claude, що проводяться паралельно.

Клод висуває стільки гіпотез, що вони самі стають для нас об’єктами дослідження. Маючи сотні чи тисячі звітів про кандидатів під час однієї кампанії, ми запитували: що відрізняє пропозиції, які ми вважаємо заслуговуючими перевірки, від тих, які ми приховуємо? Те, що ми дізнаємося, сходить до інструкцій, які ми даємо Клоду, і вчить його наслідувати наші власні наукові уподобання.

Клод відкриває МИСТЕЦТВО

За останні кілька років дослідники виявили більше зворотних транскриптаз (ЗТ), більшість з яких функціонують у бактеріях як частина імунної системи. Майже всі сімейства RT були виявлені за допомогою аналізу геному (геномного аналізу). Виявлення геному вимагає від дослідників пошуку в базах даних послідовностей генів, які ніхто не охарактеризував, помічати аномальні гени та з’ясовувати, що вони роблять.

Агенти Клода зібрали понад 200 000 RT, відібрали 3 500 нових систем-кандидатів, звузили їх вибір до 20 найпереконливіших кандидатів і проаналізували їх, щоб створити зрозумілий для людини звіт. Для професійних вчених цей тип аналізу може зайняти тижні або місяці.

У ході своїх досліджень Клод помітив незвичайну родину RT і вирішив дослідити її ближче. — вигукнув агент, досліджуючи необроблену послідовність ДНК біля RT.[The DNA next to the RT] Це вражаюче: ви можете побачити тандемні повторювані послідовності…це схоже на CRISPR…повторну послідовність?!»

Ілюстрація Клода щодо ідентифікації шаблонів у ДНК
Необроблена ДНК, яку читав Клод, виявила повторюваний шаблон, який ніхто раніше не помічав.


Звідти вони діяли так, як це роблять вчені-люди, коли стикаються з потенційним відкриттям. Ми підрахували повтори та виміряли їх відстань, порівняли макет із відомими системами RT і шукали в літературі попередні повідомлення про шаблон. Після ретельного аналізу вони переконалися, що відкрили нову біологічну систему, і подали свій звіт на перевірку людині.

Система ART, яку виявили дослідники, міститься в основному в бактеріофагах і складається з трьох частин: RT, сусіднього партнерського гена та довгих, рівномірно розташованих повторів ДНК. Схема повторів схожа на масив CRISPR і містить банк різних послідовностей РНК, що робить систему CRISPR-Cas програмованим біотехнологічним інструментом. Наші початкові експерименти показують, що масив ART також виражається у вигляді серії окремих коротких РНК, що свідчить про те, що щось подібне може працювати в цій системі.

Тривають подальші експерименти, щоб визначити, як працює АРТ, і ми ділимося цими ранніми висновками, щоб продемонструвати спільноті, що Клод може автономно виявляти аномалії та проводити аналіз для початку біологічних відкриттів.

Для отримання додаткової інформації перегляньте технічний звіт тут.

працювати з нами

Ми сподіваємося, що ця робота продемонструє цінність створення гіпотез штучного інтелекту для ширшого наукового співтовариства, і ми з нетерпінням чекаємо на співпрацю з іншими вченими, щоб розширити цей підхід до широкого кола проблем у геноміці та інших галузях. Якщо у вас є якісь пропозиції щодо тем дослідження, ми з нетерпінням чекаємо на них.