Claude обнаружил ранее неизвестную ферментную систему с CRISPR-подобными повторами

Anthropic представила новую группу и лабораторию, где изучают фундаментальную биологию с помощью Claude. Исследователи анализируют массивы ДНК, ищут неописанные семейства белков, массово формируют гипотезы и проверяют их экспериментами.

Многие открытия, изменившие биологию и медицину, начинались с необычного наблюдения среди огромного разнообразия молекулярных механизмов в природе. Рестрикционные ферменты — белки, разрезающие ДНК в определённых коротких последовательностях, — обнаружили в бактериальных иммунных системах. Они уничтожают ДНК вирусов, вторгающихся в клетку. Позже учёные научились использовать эти ферменты, чтобы разрезать ДНК в нужных местах и переносить гены между организмами. Так возникла современная биотехнологическая индустрия.

Термостабильную ДНК-полимеразу Taq, копирующую ДНК при высокой температуре, нашли у бактерии из горячего источника в Йеллоустоне. Этот фермент стал основой ПЦР — метода копирования ДНК, который используется во многих современных диагностических процедурах.

CRISPR сначала заметили как необычную повторяющуюся последовательность в ДНК некоторых бактерий. Сегодня эта система лежит в основе лекарств, созданных с применением редактирования генов.

Весной 2026 года Anthropic сформировала исследовательскую группу, чтобы проверить, могут ли универсальные ИИ-модели систематизировать и ускорить такие открытия. Компания рассчитывает выстроить новый подход к биологическим исследованиям, где агенты сотрудничают с людьми на каждом этапе. Для этого понадобилась собственная лаборатория и единая команда, которая обучает Claude биологии и одновременно проводит эксперименты.

Что обнаружила Claude

В одном из первых проектов Claude самостоятельно нашла новую ферментную систему, связанную с массивом повторяющихся последовательностей ДНК. Такой рисунок напоминает CRISPR.

Функция системы пока неизвестна. При этом в ней вместе встречаются несколько признаков, которые раньше обнаруживали лишь у небольшого числа других систем. Все они программируемы и выполняют операции вроде разрезания, копирования и вставки ДНК. Помимо CRISPR, уже изменившей науку и медицину, несколько подобных систем сейчас развиваются как перспективные инструменты.

В основе найденной системы лежит обратная транскриптаза — фермент, который копирует РНК в ДНК. Саму обратную транскриптазу обнаружили раньше в гигантском фаге, но Claude, по-видимому, первой заметила характерное сочетание признаков:

После изучения препринта Фэн Чжан, один из пионеров редактирования генома CRISPR и профессор MIT и Института Броуда, назвал работу интересным примером участия ИИ-агентов в биологических открытиях. По его словам, обнаружение массивов повторов РНК, связанных с обратными транскриптазами, действительно заслуживает дальнейшего изучения. Он также выразил надежду, что эта работа подтолкнёт больше учёных использовать ИИ в своих исследованиях.

Anthropic дала Claude промт для поиска интересных новых примеров обратных транскриптаз в огромной базе последовательностей ДНК. Участие людей ограничилось начальным промтом и лабораторной работой. Агенты Claude самостоятельно просматривали базу, изучали отдельные семейства обратных транскриптаз и выбирали перспективные кандидаты.

За 21 час около 950 агентов обработали 210 млн токенов. Один из них заметил повторяющийся рисунок последовательностей ДНК рядом с геном необычной обратной транскриптазы.

После дополнительного анализа и лабораторных испытаний исследователи установили, что этот рисунок указывает на ранее неописанную ферментную систему в бактериофагах — вирусах, заражающих бактерии. Её назвали ART, то есть ассоциированными с массивом обратными транскриптазами.

Исследование основной функции ART продолжается. Anthropic решила рассказать о результатах на раннем этапе, чтобы показать возможности Claude и дать научному сообществу представление о текущей работе. Компания также выпустила препринт с подробностями.

Лаборатория Anthropic

В команде работают учёные, которые много лет изучали необычные белки. Они используют вычислительные методы, чтобы систематически читать ДНК, анализировать эволюцию последовательностей и выбирать биологические системы для дальнейшего изучения.

До прихода в Anthropic участники команды исследовали эволюцию и регуляцию систем CRISPR, находили новые ферменты для клеточной и генной терапии, а также создавали инструменты для ускоренного поиска аномалий в ДНК, включая вариантов, связанных с патологиями человека.

Группа входит в подразделение Anthropic, занимающееся естественными науками. В нём также работают команды, исследующие разработку лекарств и обучающие Claude биологии и химии.

Лаборатория находится в районе залива Сан-Франциско и выглядит как обычная лаборатория молекулярной биологии. Исследования проводят только на уровнях биологической безопасности BSL-1 и BSL-2. Учёные не работают с патогенами, способными заражать людей.

Все лабораторные эксперименты выполняют люди. Anthropic уже проверяла способы ускорить лабораторную работу с помощью ИИ, включая инициативы вроде Model Hardware Standard, но такой подход хуже подходит для гибких и непредсказуемых рабочих процессов молекулярной биологии.

Как устроена работа

Многие рабочие процессы начинаются с поиска в большой коллекции последовательностей ДНК, связанных с белками неизвестной функции. Типичный анализ семейства белков проходит так:

Если кандидат проходит проверку команды, его изучают в лаборатории. Белок производят в стандартных лабораторных штаммах, а затем исследуют его биохимические и структурные свойства. Claude помогает интерпретировать полученные данные.

Учёные работают в Claude Science и Claude Code — тех же инструментах, которые доступны любому исследователю. Иногда они используют собственную систему, координирующую параллельную работу множества сессий Claude.

Claude формирует так много гипотез, что сами гипотезы стали отдельным объектом исследования. За одну кампанию модель может подготовить от нескольких сотен до нескольких тысяч отчётов о кандидатах. Поэтому команда изучает, чем предложения, которые стоит проверять, отличаются от тех, которые откладывают. Полученные выводы возвращаются в инструкции для Claude и помогают модели воспроизводить научные предпочтения исследователей.

Claude находит ART

За последние несколько лет учёные обнаружили множество новых обратных транскриптаз. Большинство нашли у бактерий, где эти ферменты участвуют в работе иммунной системы.

Почти все семейства обратных транскриптаз обнаружили с помощью анализа геномов, или геномного поиска. Исследователям приходится искать в базах данных гены, которые ещё никто не охарактеризовал, замечать необычные последовательности и выяснять их функцию.

Агенты Claude собрали более 200 000 обратных транскриптаз, выбрали 3 500 новых систем-кандидатов и сузили список до 20 наиболее перспективных. По ним агенты подготовили отчёты на понятном для человека языке. Для опытного учёного такой анализ может занимать от нескольких недель до нескольких месяцев.

Во время исследования Claude заметила необычное семейство обратных транскриптаз и решила изучить его подробнее. Просматривая необработанную последовательность ДНК рядом с ферментом, агент обнаружил тандемный массив повторов и предположил, что он может напоминать массив повторов CRISPR.

Дальше агент действовал примерно так же, как поступил бы исследователь. Он посчитал повторы, измерил расстояние между ними, сравнил расположение последовательностей с известными системами обратных транскриптаз и проверил научные публикации на предмет прежнего описания такого рисунка. После подробного анализа Claude пришла к выводу, что обнаружила новую биологическую систему, и отправила отчёт людям на проверку.

Найденная система ART встречается главным образом в бактериофагах и состоит из трёх частей:

Структура массива напоминает массив CRISPR, в котором хранится набор разных последовательностей РНК. Благодаря этому системы CRISPR-Cas можно программировать и использовать в биотехнологии.

Первые эксперименты показывают, что массив ART также считывается в виде набора отдельных коротких РНК. Это указывает на возможность похожего механизма в новой системе.

Дополнительные эксперименты должны показать, как работает ART. Anthropic публикует первые результаты, чтобы продемонстрировать способность Claude самостоятельно находить аномалии и проводить анализы, с которых начинаются биологические открытия.

Дополнительные сведения приведены в техническом отчёте компании.

Сотрудничество с учёными

Anthropic рассчитывает, что ИИ-генерация гипотез будет полезна научному сообществу. Компания хочет сотрудничать с другими исследователями и применять этот подход к широкому кругу задач в геномике и других областях. Учёных, у которых есть предложения по исследовательским вопросам, приглашают связаться с командой.