Claude 发现带有 CRISPR 样重复序列的新型酶系统 ART

Anthropic 的 Claude 自主发现了一种新型酶系统——噬菌体中的阵列相关逆转录酶（ART），展示了人工智能在加速基础生物学发现方面的潜力，能够识别 DNA 中的复杂分子机器。

阵列相关逆转录酶（ART）的发现

Claude 发现的系统被命名为阵列相关逆转录酶（ART），是一种此前未被表征的酶系统，主要存在于噬菌体（感染细菌的病毒）中。

ART 由三个关键组件构成：一个逆转录酶（RT）、一个相关伴侣基因，以及一长串均匀间隔的 DNA 重复序列。ART 中 DNA 重复序列的排列方式与 CRISPR 阵列高度相似，而 CRISPR 阵列已知携带一组不同的 RNA 序列，使 CRISPR-Cas 系统成为可编程的生物技术工具。

尽管此前的研究已从一种巨型噬菌体中鉴定出潜在的逆转录酶（RT），但 Claude 是第一个注意到该系统定义性特征的存在：相关的非编码 DNA 序列阵列，以及一个功能未知的额外辅助蛋白。早期实验表明，ART 阵列会表达为一组不同的短 RNA，暗示其与已知可编程系统具有类似功能。

Claude 的方法与过程

这一发现是系统性、由 AI 驱动的大规模基因组数据库搜索的结果，大幅缩短了初步候选识别的所需时间。

Anthropic 为 Claude 提供了一个提示，要求其在大型 DNA 序列数据库中搜索有趣的新型 RT 示例。随后，Claude 代理梳理了数据，调查了不同的 RT 家族，并自行判断以识别有吸引力的候选。

这一过程涉及收集超过 20 万个 RT，并将其缩小到 3500 个新候选系统。Claude 代理进一步分析了这些候选，为最引人注目的 20 个候选生成了人类可读的报告。对于专家科学家而言，这类初步分析通常需要数周到数月的工作。

具体而言，经过约 950 个代理和 2.1 亿个 token 对数据进行的 21 小时搜索，一个代理检测到一个显著模式：一个重复的串联 DNA 序列阵列，位于一个不寻常的 RT 基因旁边。在检测到这一模式后，Claude 像人类科学家一样继续工作，计数重复序列、测量其间距，并将布局与已知 RT 系统进行比较，然后提交报告供人类审查。

背景及对生命科学的影响

这一发现凸显了生物学研究的新范式，其中通用 AI 模型在发现过程的每个阶段与人类科学家协作。Claude 自主检测异常并驱动分析以启动生物学发现的能力，展示了在生命科学领域显著的加速潜力。

历史上，重大生物学突破——如限制性酶或 Taq 聚合酶的发现——始于科学家注意到自然界分子多样性中的异常特征。CRISPR 本身最初也是作为细菌 DNA 中的异常重复序列被注意到，从而开启了现代基因编辑。

通过将 AI 应用于基因组学，Anthropic 的研究团队旨在系统化并加速此类发现。团队的方法包括让 Claude 调查蛋白质家族、重现已建立的公开数据，然后搜索不符合任何已描述系统的家族成员或基因组邻居。当候选者通过人类审查后，会在实验室中进行测试，Claude 则协助解释所得数据。