Anthropic公司表示,约950个Claude智能体同时运行,在21.5小时内发现了有趣的基因序列。加州大学伯克利分校基因编辑专家、创新基因组学研究所(IGI)治疗研发主管Fyodor Urnov称赞道:“我真诚地赞赏Anthropic将他们的发现公之于众。”(IGI与Anthropic合作,但未参与此次新发现。)

然而,其他科学家对此发现的热情较低。这是Anthropic今年早些时候成立的研究团队首次公布的成果。斯坦福大学专注于将AI融入基因组工程研究的教授Le Cong表示:“实验还在排队中,公关已经开始了。”

Anthropic已建立了用于药物发现的湿实验室,并明确指出这项发现并非终点。公司在X平台发文称:“我们尚未理解该系统的功能,但只有少数已知系统具备其特征,且都能剪切、复制和粘贴DNA。”技术报告中包含了一项物理实验,但尚未经过同行评审。要确定该发现的意义,还需做大量工作。目前尚不清楚该酶系统是否能作为基因编辑工具使用,若能,是否实用也未可知。

Cong形象地比喻:“假设我们在圣莫尼卡海滩,试图在沙子中寻找钻石。AI发现了一个看起来很闪亮的东西,但你还得回实验室确认——这是玻璃还是钻石?”

Claude智能体在Anthropic研究人员的指令下,搜索了庞大的基因组数据库,寻找“有趣的新型逆转录酶”——一种将RNA复制成DNA的蛋白质。与细胞中DNA转录成RNA的正常过程相反,逆转录酶被多种生物用于不同功能,包括插入DNA片段。

Anthropic称,Claude智能体最初识别出超过20万个可能的逆转录酶,随后筛选出数千个新型候选,最终发现了一个“异常”的逆转录酶家族,包含长串重复DNA序列,类似CRISPR系统。Anthropic将其命名为ART(阵列相关逆转录酶),该系统存在于感染细菌的大型病毒——巨型噬菌体中。

一位AI智能体写道:“我眼见一个串联重复阵列……这是类CRISPR的重复阵列?!”智能体也指出该系统可能是retron(技术报告中提及)。CRISPR和retron都是细菌免疫系统,虽然retron在基因编辑中有一定用途,但并非像CRISPR那样的多功能工具。因此,Anthropic博客强调与CRISPR的相似性也不足为奇。

Gladstone研究所副研究员Seth Shipman认为Anthropic发现的并非新型CRISPR系统,但仍具趣味性。他说:“新颖之处在于发现方式,而非发现本身。”他的实验室曾用retron构建基因编辑系统,表明retron确实可用于此类应用。

鉴于手动挖掘基因组数据库识别新逆转录酶可能耗时数月,Shipman称Anthropic一天内完成此任务令人印象深刻。但他提醒不要将发现完全归功于AI模型:“Claude并非自主发现,研究中有科学家参与。”

事实上,这种逆转录酶早在2021年由德州农工大学微生物学家Jason Gill及其团队在关于巨型噬菌体的论文中报道。新颖之处或许在于Claude识别出其周围的重复序列,暗示该酶可能属于类CRISPR系统。

Gill表示:“这些模型擅长发现模式,胜过人眼直观观察。人类也能做到,但需要先有假设。”他补充说,ART与已知CRISPR系统无明显关联,证明其具备基因编辑活性仍需Anthropic进一步验证。

Cong称赞科学家们找到了适合Claude发挥模式识别能力的完美问题。该模型或可用于类似大数据项目,但这并不意味着Claude将迅速推动生命科学领域的所有发现。

此外,科学界无法评估该模型训练所用数据,这在当前主流期刊要求科学家公开代码以保证可重复性的时代显得尤为不透明。一位研究该酶的学者怀疑模型训练时使用了他的未发表成果,因为他曾向Claude公开版本分享过相关数据。Anthropic回应称:“Claude未使用任何用户对话进行训练,我们的分子生物学团队也无此权限。”

即使Claude确实识别出基因编辑领域的重大突破,仍需人类科学家在实验室验证这一假设。Anthropic CEO Dario Amodei在X平台表示:“未来或许Claude能通过自主控制实验设备安全完成实验。”即便如此,这仍是较远的未来。(这一设想也引发了关于安全和监管的诸多问题,Amodei随后强调Anthropic实验室处于最低生物安全等级,不含对人类有重大危害的物质。)

在该领域,答案不会迅速出现。自1987年首次发现细菌中的CRISPR序列,到2012年Jennifer Doudna和Emmanuelle Charpentier证明其可编程剪切DNA,历时25年。如今CRISPR已广泛应用于实验室,并在数十项临床试验中用于治疗心血管疾病、癌症、自身免疫病和罕见病,但截至2023年底,仅有一款基于该技术的药物获批上市。这体现了科学进展的漫长历程及将基础科学成果转化为药物的艰难。

Anthropic发现的局限也反映了更根本的问题。CRISPR之所以革命性,在于科学家发现了此前未知的生物系统。尚不清楚任何AI模型是否能在不明确目标的情况下发现有用的新事物。

Cong总结:“如果有AI只基于人类发现CRISPR之前的知识进行训练,却能发现CRISPR,那将是测试AI科学家能力的更好范例。”