Anthropic сообщила, что группа агентов Claude обнаружила в геномах бактериофагов ранее не описанную систему, связанную с обратной транскриптазой и массивом повторяющихся последовательностей ДНК. Исследователи назвали ее ART — array-associated reverse transcriptases, или «обратные транскриптазы, ассоциированные с массивом».
Согласно публикации Anthropic, поиск занял 21 час и потребовал около 210 млн токенов. В нем участвовали примерно 950 агентов Claude. Они собрали более 200 тысяч последовательностей обратных транскриптаз, выделили 3500 возможных новых систем и подготовили подробные отчеты по 20 наиболее интересным кандидатам.
Результат пока нельзя считать открытием нового инструмента редактирования генома. Функция ART не установлена, работа опубликована как препринт, а независимое воспроизведение результатов не представлено. Подтверждено более узкое наблюдение: рядом с определенной обратной транскриптазой находятся дополнительный ген и регулярный массив ДНК-повторов, который экспрессируется в виде коротких РНК.
Агенты искали необычные обратные транскриптазы
Исследователи Anthropic поставили системе исходную задачу: найти в большой коллекции ДНК-последовательностей интересные примеры обратных транскриптаз. Эти ферменты копируют генетическую информацию из РНК в ДНК и встречаются, в частности, в мобильных генетических элементах, бактериях и вирусах.
Claude изучал научную литературу, сравнивал последовательности и анализировал геномное окружение генов. Агенты искали семейства белков, которые не соответствуют уже описанным системам, а затем повторно оценивали собственные гипотезы. Большинство вариантов после такой проверки отсеивалось.
Один из агентов обратил внимание на равномерно расположенные повторы рядом с геном необычной обратной транскриптазы в геноме бактериофага — вируса, заражающего бактерии. Система подсчитала повторы, измерила интервалы между ними, сопоставила структуру с известными комплексами и проверила литературу.
После этого кандидат перешел к ученым Anthropic. Именно люди проводили лабораторные эксперименты, экспрессировали компоненты системы и анализировали полученные молекулы. Заявление об «автономном открытии» поэтому относится к вычислительному поиску и формированию гипотезы, а не ко всему исследованию.
Что обнаружено в системе ART
По описанию Anthropic, ART включает три основных компонента:
- обратную транскриптазу;
- расположенный рядом ген белка с пока неизвестной функцией;
- длинный массив равномерно распределенных повторов ДНК.
Сама обратная транскриптаза из крупного бактериофага уже встречалась в предыдущих исследованиях. Новизна заявленного результата заключается не в обнаружении этого фермента как такового, а в распознавании всей связанной системы: массива некодирующих последовательностей, дополнительного белка и их устойчивого соседства в геноме.
Лабораторные опыты показали, что массив ART считывается с образованием отдельных коротких РНК. Это напоминает один из принципов работы CRISPR-массивов, где записанные в ДНК фрагменты превращаются в направляющие РНК.
Сходство пока структурное, а не функциональное. Anthropic не показала, что ART может целенаправленно разрезать, копировать или вставлять ДНК. Неизвестны естественная роль системы, ее молекулярная мишень и участие коротких РНК в работе обратной транскриптазы.
Почему сравнение с CRISPR требует осторожности
CRISPR-системы получили известность благодаря способности использовать направляющую РНК для выбора определенной генетической последовательности. История открытия и развития этого метода описана, в частности, в материалах Нобелевского комитета. Однако наличие повторяющегося массива и коротких РНК само по себе еще не доказывает аналогичный механизм.
Для ART исследователям предстоит определить как минимум четыре вещи: с чем связываются ее РНК, что именно синтезирует обратная транскриптаза, какую роль выполняет соседний белок и дает ли система бактерии или бактериофагу измеримое преимущество.
Фэн Чжан, профессор MIT и исследователь Broad Institute, назвал связь РНК-повторов с обратными транскриптазами интригующей и заслуживающей дальнейшего изучения. Его должности и работы в области редактирования генома указаны в официальном профиле Broad Institute. Этот комментарий подтверждает научный интерес к находке, но не является независимой экспериментальной проверкой ART.
Поэтому формулировка «новый CRISPR» была бы преждевременной. Точнее говорить о новой кандидатной системе с CRISPR-подобной организацией массива.
Где заканчивается автономность Claude
Anthropic утверждает, что после постановки исходной задачи агенты самостоятельно собирали последовательности, формировали группы кандидатов, изучали геномное окружение и выбирали направления для углубленного анализа. Такой режим отличается от обычного использования языковой модели как помощника для написания кода или пересказа статей: здесь множество экземпляров Claude координировали длительный поисковый процесс.
При этом исследование не было полностью автономным. Люди определили область поиска и общую цель, создали программную инфраструктуру, проверили отчет агента и выполнили все лабораторные процедуры. Anthropic также не раскрыла стоимость запуска 950 агентов и обработки 210 млн токенов, поэтому сравнить экономическую эффективность такого подхода с работой биоинформатической команды пока нельзя.
Утверждение, что система заменила недели или месяцы работы специалиста, также остается оценкой самой компании. Представленные цифры показывают масштаб вычислений, но не позволяют определить, сколько времени потребовали подготовка данных, разработка среды, проверка результатов и неудачные исследовательские кампании.
Что могут проверить исследователи
Наиболее значимым результатом для разработчиков научных агентов стала не предполагаемая полезность ART, а показанный сценарий массового отбора гипотез. Модель анализировала не отдельную статью или последовательность, а сотни тысяч объектов, составляла отчеты и сокращала пространство поиска до нескольких кандидатов для лаборатории.
Оценивать этот сценарий следует по воспроизводимости. Из препринта и сопутствующих материалов должно быть понятно, какие базы последовательностей использовались, как формировались 3500 кандидатов, по каким критериям отбирались 20 финалистов и сколько ложных закономерностей предложили агенты. Не менее важны доступность идентификаторов последовательностей ART и возможность независимой группы подтвердить образование коротких РНК.
До появления таких проверок корректно считать ART перспективной биологической гипотезой, поддержанной первичными экспериментами Anthropic. Называть систему программируемым редактором генома или доказательством полностью автономной науки имеющиеся данные пока не позволяют.