Лаборатория жизненных наук Anthropic и первое открытие
Anthropic создала новую исследовательскую группу и лабораторию в области наук о жизни. Фокус работы — фундаментальные биологические исследования с использованием Claude: анализ наборов данных ДНК для выявления неохарактеризованных семейств белков, масштабная генерация гипотез и их проверка в лабораторных экспериментах. На ранних этапах Claude самостоятельно обнаружил новую систему ферментов с характеристиками, напоминающими CRISPR, получив от учёных только общее направление исследования.
Многие биологические и медицинские открытия, которые произвели революцию в науке, начались с того, что исследователь заметил что-то необычное в огромном разнообразии молекулярных машин, найденных в природе. Рестрикционные ферменты — белки, расщепляющие ДНК в определённых коротких последовательностях, — были обнаружены в иммунной системе бактерий, где они уничтожают ДНК вторгающихся вирусов. Учёные поняли, что могут использовать эти ферменты для расщепления ДНК в выбранных местах и вставки генов от одного организма в другой, что положило начало биотехнологической индустрии. Taq-полимераза — фермент, который копирует ДНК при высоких температурах, — была выделена из бактерии в горячих источниках Йеллоустона. Она стала основой для ПЦР, метода копирования ДНК, используемого в современной диагностике. CRISPR изначально был замечен как необычная последовательность повторов в ДНК некоторых бактерий и теперь является основой редактирования генов в медицине.
Весной 2026 года была создана исследовательская группа, чтобы проверить, могут ли модели общего ИИ систематизировать и ускорять такие открытия. Убеждение состоит в том, что это ускорение придёт благодаря разработке нового способа проведения биологических исследований, в котором агенты ИИ сотрудничают с людьми на каждом этапе. Для развития этого нового подхода потребовалось создать собственную лабораторию и единую команду, занимающуюся всем — от обучения Claude в биологии до проведения экспериментов.
Сегодня представлены ранние результаты одной из первых исследовательских программ, в которой Claude самостоятельно открыл новую систему ферментов, связанную с массивом ДНК-повторов, паттерн, напоминающий CRISPR. Хотя функция системы пока неизвестна, обнаруженная Claude система имеет набор характеристик, которые встречаются вместе только в горстке других систем, все из которых являются программируемыми и выполняют операции вроде разрезания, копирования и вставки ДНК. Помимо CRISPR, который уже трансформировал науку и медицину, несколько других таких систем сейчас разрабатываются как многообещающие инструменты.
Система, найденная Claude, основана на обратной транскриптазе (RT) — ферментах, которые копируют РНК в ДНК. Хотя саму эту обратную транскриптазу, найденную в giant phage, идентифицировали в предыдущих исследованиях, Claude похоже, первым заметил определяющие характеристики системы — связанный массив некодирующих ДНК-последовательностей и дополнительный вспомогательный белок неизвестной функции.
После изучения препринта Фэн Чжан, один из пионеров редактирования генома с помощью CRISPR и профессор MIT и Broad Institute, сказал:
Это волнующий пример того, как ИИ-агенты могут способствовать биологическим открытиям. Выявление массивов РНК-повторов, связанных с обратными транскриптазами, подлинно интригует и заслуживает дальнейшего исследования. Я надеюсь, что эта работа побудит больше учёных исследовать, как ИИ может поддержать их исследования.
Claude получил указание поиска в огромной базе данных ДНК-последовательностей интересных новых примеров RT. Участие было ограничено начальным указанием и лабораторной работой, а агенты Claude прочёсывали базу данных, исследовали различные семейства RT и использовали собственное суждение для выявления интересных кандидатов. После 21 часа поиска примерно 950 агентами, использовавшими 210 миллионов токенов, один из агентов обнаружил что-то примечательное: повторяющуюся последовательность ДНК, которая находится рядом с геном необычно выглядящей RT. После дальнейшего анализа и тестирования в лаборатории стало ясно, что эта последовательность отмечает ранее неохарактеризованную систему ферментов, найденную в бактериофагах (вирусах, заражающих бактерии), которую назвали array-associated reverse transcriptases (ART).
Работа по пониманию первичной функции ART продолжается. Однако считается важным поделиться такими находками на ранних этапах, чтобы продемонстрировать возможности Claude и дать более широкому сообществу представление о работе. Опубликован препринт (здесь), в котором это обсуждается более подробно.
О нашей лаборатории
Это команда учёных, посвятивших свою карьеру изучению необычных белков и специализирующихся на использовании вычислительных подходов для систематического чтения ДНК, интерпретации её эволюции и выделения биологических систем для дальнейшей характеризации. Исследования до присоединения к Anthropic помогли лучше понять эволюцию и регуляцию систем CRISPR, открыть новые ферменты для следующего поколения клеточной и генной терапии и создать инструменты для ускорения выявления аномалий в ДНК, таких как патогенные человеческие варианты. Являются частью организации наук о жизни Anthropic наряду с командами, работающими над открытием лекарств, и обучением Claude биологии и химии.
Лаборатория, расположенная в районе Bay Area, выглядит как типичная молекулярная биологическая лаборатория. Проводится исследование, связанное только с нижними уровнями рисков биобезопасности (BSL-1 и BSL-2), и не работают с патогенами, которые могут заражать людей. Вся лабораторная работа выполняется учёными-людьми. Хотя экспериментировали с использованием ИИ для ускорения лабораторной работы с инициативами вроде Model Hardware Standard, такой подход менее подходит для типа ad hoc рабочих процессов, характерных для молекулярной биологии.
Как мы работаем
Множество рабочих процессов включают поиск Claude через огромную коллекцию ДНК-последовательностей, связанных с белками неизвестной функции. Типичный паттерн начинается с обзора данного семейства белков. Claude читает соответствующую литературу и воспроизводит установленные результаты из открытых данных, чтобы проверить свои методы. Затем ищет членов семейства или геномных соседей, которые не подходят ни под какую описанную систему, и пишет короткий, удобный для восприятия человеком отчёт для каждого кандидата, который предлагает функцию и описывает доказательства, поддерживающие его утверждения. При последующем анализе Claude критически оценивает доказательства — обычно большинство кандидатов отсеиваются на этом этапе. Обзор может завершиться единственным кандидатом, достойным тестирования, или вообще без кандидатов.
Когда кандидат выдерживает проверку, его тестируют в лаборатории, выражая белок в стандартных лабораторных штаммах и характеризуя его биохимически и структурно, при этом Claude помогает интерпретировать данные. Работа проводится в Claude Science и Claude Code — тех же инструментах, доступных любому учёному, и иногда с собственной системой координирования множества сеансов Claude, работающих параллельно.
Поскольку Claude генерирует гипотезы так пролифично, сами гипотезы стали объектом исследования. С сотнями или тысячами отчётов-кандидатов из одной кампании возникает вопрос, что отличает предложения, которые считаются достойными тестирования, от тех, которые откладываются. То, что узнаётся, возвращается в инструкции, даваемые Claude, и учит его имитировать собственный научный вкус команды.
Claude находит ART
В последние несколько лет исследователи открыли много больше обратных транскриптаз (RTs), большинство из них в бактериях, где они действуют как часть иммунной системы. Почти все семейства RT были найдены путём анализа генома, или genome mining, что требует от исследователей поиска в базах данных последовательностей генов, которые никто не охарактеризовал, замечания необычных и выяснения того, что они делают.
Агенты Claude собрали более 200 000 RTs, выбрали из них 3 500 новых систем-кандидатов и сузили до 20 наиболее убедительных кандидатов, которые они проанализировали для получения удобочитаемых отчётов. Для опытного учёного такой тип анализа может занять недели или месяцы работы.
В ходе исследования Claude заметил необычное семейство RT и решил изучить его более детально. Просматривая необработанную ДНК-последовательность рядом с RT, агент воскликнул: «[ДНК рядом с RT] потрясающая: я вижу своими глазами тандемный массив повторов … это CRISPR-подобный … массив повторов?!»
Затем продолжил примерно так, как делал бы учёный-человек, столкнувшись с потенциальным открытием. Подсчитал повторы и измерил их расстояние, сравнил расположение с известными системами RT и обыскал литературу на предмет любого предыдущего отчёта о паттерне. После тщательного анализа убедился, что обнаружил новую биологическую систему и подал отчёт на проверку человеком.
Найденная система ART встречается главным образом в бактериофагах и состоит из трёх частей: RT, рядом расположенного гена-партнёра и длинного массива равномерно расположенных ДНК-повторов. Расположение повторов напоминает массив CRISPR, который содержит банк различных РНК-последовательностей, делающих системы CRISPR-Cas программируемыми биотехнологическими инструментами. Первые эксперименты показывают, что массив ART также выражается как набор различных коротких РНК, предполагая, что нечто аналогичное может иметь место для этой системы.
Продолжаются дальнейшие эксперименты по определению того, как работает ART, и ранние выводы передаются сообществу, чтобы показать, что Claude может самостоятельно обнаруживать аномалии и управлять анализами для инициирования биологических открытий.
Больше деталей можно найти в техническом отчёте (здесь).
Работайте с нами
Надеюсь, эта работа продемонстрирует ценность генерирования гипотез на основе ИИ более широкому научному сообществу, и хотелось бы сотрудничать с другими учёными, чтобы распространить этот подход на широкий спектр проблем в геномике и в других областях. Если у вас есть предложение исследовательского вопроса, будем рады услышать от вас.