Мы представляем новую исследовательскую группу в области наук о жизни и лабораторию в Anthropic. Наша работа сосредоточена на фундаментальных биологических исследованиях с использованием Claude: изучении наборов данных ДНК для выявления неописанных семейств белков, масштабной генерации гипотез и их проверке с помощью экспериментов в лаборатории. В этом материале рассказывается о команде, стоящей за этой работой, и приводятся первые результаты, в ходе которых Claude обнаружил новую ферментную систему со свойствами, напоминающими CRISPR, получив от наших ученых лишь руководящие указания общего характера.Многие открытия, совершившие революцию в биологии и медицине, начались с того, что ученый заметил что-то необычное в ошеломляющем разнообразии молекулярных машин, встречающихся в природе. Ферменты рестрикции — белки, разрезающие ДНК в определенных коротких последовательностях, — были найдены в иммунных системах бактерий, где они уничтожают ДНК нападающих вирусов. Исследователи поняли, что могут использовать эти ферменты для разрезания ДНК в выбранных местах и вставки генов из одного организма в другой, что дало толчок развитию биотехнологической отрасли. Taq-полимераза, фермент, копирующий ДНК при высоких температурах, была обнаружена у бактерии в горячем источнике Йеллоустона. Она стала основой ПЦР — метода копирования ДНК, используемого в большей части современной диагностики. CRISPR впервые заметили как необычную повторяющуюся последовательность в ДНК некоторых бактерий, и сегодня эта система является основой лекарственных препаратов на базе редактирования генома.
Весной 2026 года мы сформировали исследовательскую группу, чтобы проверить, могут ли универсальные модели ИИ систематизировать и ускорить подобные открытия. Мы верим, что это ускорение станет результатом создания нового подхода к биологическим исследованиям, при котором агенты сотрудничают с людьми на каждом этапе процесса. Разработка этого нового подхода потребовала создания собственной лаборатории и единой команды, работающей над всем — от обучения Claude биологии до проведения экспериментов в лаборатории.
Сегодня мы делимся первыми результатами одной из наших первых исследовательских программ, в рамках которой Claude автономно обнаружил новую ферментную систему, ассоциированную с массивом повторов ДНК, — паттерн, напоминающий CRISPR. Хотя мы еще не знаем ее функцию, система, обнаруженная Claude, обладает набором характеристик, которые ранее встречались вместе лишь в считанных других системах, каждая из которых является программируемой и выполняет такие операции, как разрезание, копирование и вставка ДНК. Помимо CRISPR, которая уже трансформировала науку и медицину, сейчас в качестве перспективных инструментов разрабатываются и несколько других подобных систем.
Система, найденная Claude, основана на обратной транскриптазе (ОТ) — ферментах, копирующих РНК в ДНК. Хотя сама эта ОТ, обнаруженная у джамбо-фага, уже упоминалась в предыдущих исследованиях, Claude, по-видимому, первым заметил определяющие особенности системы — ассоциированный массив некодирующих последовательностей ДНК и дополнительный вспомогательный белок с неизвестной функцией.
Ознакомившись с препринтом, Фэн Чжан (Feng Zhang), один из пионеров геномного редактирования CRISPR и профессор MIT и Института Брода, отметил:
«Это захватывающий пример того, как ИИ-агенты могут способствовать биологическим открытиям. Выявление массивов повторов РНК, ассоциированных с обратными транскриптазами, действительно интригует и заслуживает дальнейшего изучения. Надеюсь, эта работа вдохновит больше ученых изучить, как ИИ может помочь в их исследованиях».
Мы дали Claude промпт на поиск в огромной базе данных последовательностей ДНК интересных новых примеров ОТ. Наше участие ограничивалось начальным промптом и лабораторной работой, в то время как агенты Claude прочесывали базу данных, исследовали отдельные семейства ОТ и на свое усмотрение определяли перспективные кандидаты. После 21 часа поиска в этих данных, проведенного примерно 950 агентами с использованием 210 миллионов токенов, один из агентов заметил нечто удивительное: повторяющийся паттерн последовательностей ДНК, находящийся рядом с геном необычной ОТ. После дальнейшего анализа и тестирования в нашей лаборатории мы поняли, что этот паттерн обозначает ранее неописанную ферментную систему, найденную у бактериофагов (вирусов, инфицирующих бактерии), которую мы назвали ассоциированными с массивами обратными транскриптазами (ART).
Наша работа по выяснению основной функции ART продолжается. Однако мы считаем важным делиться такими результатами на раннем этапе — как для демонстрации возможностей Claude, так и для того, чтобы дать широкому сообществу представление о том, над чем мы работаем. Мы опубликовали препринт (здесь), где это обсуждается более подробно.
О нашей лаборатории
Мы — команда ученых, которые посвятили свою карьеру исследованию необычных белков и специализируются на использовании вычислительных подходов для систематического чтения ДНК, интерпретации ее evolution, а также выбора биологических систем для их дальнейшей характеристики. Наши исследования до прихода в Anthropic помогли лучше понять эволюцию и regulation систем CRISPR, найти новые enzymes для клеточной и генной терапии нового поколения, а также создать tools для ускорения идентификации аномалий в ДНК, таких как патогенные варианты у человека. Мы являемся частью подразделения Anthropic по наукам о жизни, наряду с командами, чья работа включает разработку лекарств и обучение Claude биологии и химии.
Наша лаборатория, расположенная в районе залива Сан-Франциско (Bay Area), выглядит как типичная лаборатория молекулярной биологии. Мы проводим исследования, связанные только с низкими уровнями биологической опасности (BSL-1 и BSL-2), и не работаем с патогенами, способными инфицировать человека. Вся лабораторная работа выполняется учеными-людьми. Хотя мы экспериментировали с использованием ИИ для ускорения лабораторной работы в рамках таких инициатив, как Model Hardware Standard, этот подход менее применим к ситуативным рабочим процессам, характерным для наших исследований в области молекулярной биологии.
Как мы работаем
Многие из наших рабочих процессов включают поиск с помощью Claude по обширной коллекции последовательностей ДНК, ассоциированных с белками с неизвестной функцией. Один из типичных сценариев начинается с обзора заданного семейства белков. Claude читает соответствующую литературу и воспроизводит признанные результаты на основе публичных данных для проверки своих методов. Затем он ищет членов семейства или геномных соседей, не подпадающих ни под одну из описанных систем, и составляет для каждого кандидата краткий, понятный человеку отчет с предложением функции и описанием доказательств в пользу своих утверждений. На этапе последующего анализа Claude критически оценивает доказательства — как правило, большинство кандидатов отсеиваются именно здесь. Обзор может завершиться выбором одного кандидата, заслуживающего проверки, либо не выявить ни одного.
Когда кандидат проходит нашу проверку, мы тестируем его в лаборатории: экспрессируем белок в стандартных лабораторных штаммах и характеризуем его биохимически и структурно, а Claude помогает интерпретировать данные. Мы выполняем нашу работу в Claude Science и Claude Code — тех же инструментах, которые доступны любому ученому, а иногда используем собственную инфраструктуру, координирующую множество параллельно работающих сессий Claude.
Поскольку Claude генерирует гипотезы в таком изобилии, сами гипотезы стали для нас объектом изучения. Получая от сотен до тысяч отчетов о кандидатах в ходе одной кампании, мы задавались вопросом, что отличает предложения, которые мы считаем достойными проверки, от тех, которые мы откладываем. То, что мы узнаем, возвращается в инструкции, которые мы даем Claude, и учит его подражать нашему собственному научному вкусу.
Claude находит ART
За последние несколько лет исследователи обнаружили множество новых обратных транскриптаз (ОТ), большинство из которых находятся в бактериальных клетках, где они выполняют функцию защиты в рамках иммунной системы. Почти все семейства ОТ были обнаружены с помощью геномного анализа или майнинга геномов, который требует от ученых поиска в базах данных последовательностей не охарактеризованных никем генов, выявления необычных и определения их функций.
Агенты Claude собрали более 200 000 ОТ, отобрали 3500 новых кандидатных систем и сузили этот круг до 20 наиболее перспективных кандидатов, которые они проанализировали для создания понятных человеку отчетов. Для опытного ученого этот тип анализа может занять от нескольких недель до месяцев работы.
В ходе исследования Claude заметил необычное семейство ОТ и решил изучить его более подробно. Прочесывая исходную последовательность ДНК рядом с ОТ, агент воскликнул: «[ДНК рядом с ОТ] потрясающая: я могу визуально определить тандемный повторяющийся массив… это похоже на CRISPR-подобный… массив повторов?!»
Затем он действовал примерно так же, как поступил бы ученый-человек при столкновении с потенциальным открытием. Он подсчитал повторы и измерил интервалы между ними, сравнил структуру с известными системами ОТ и выполнил поиск в литературе на предмет каких-либо предыдущих упоминаний этого паттерна. После тщательного анализа он убедился, что обнаружил новую биологическую систему, и составил отчет для проверки человеком.
Обнаруженная им система ART встречается в основном у бактериофагов и состоит из трех частей: ОТ, сопутствующего гена рядом с ней и длинного массива равномерно распределенных повторяющихся последовательностей ДНК. Структура повторов напоминает массив CRISPR, который содержит банк различных последовательностей РНК, делающих системы CRISPR-Cas программируемыми биотехнологическими инструментами. Наши первые эксперименты показывают, что массив ART также экспрессируется в виде набора отдельных коротких РНК, что говорит о возможном наличии аналогичного механизма у этой системы.
В настоящее время проводятся дальнейшие эксперименты по определению принципа работы ART, и мы делимся этими первыми результатами, чтобы показать научному сообществу, что Claude способен автономно обнаруживать аномалии и проводить анализы для совершения биологических открытий.
Более подробную информацию вы можете найти в нашем техническом отчете (здесь).
Работайте с нами
Мы надеемся, что эта работа продемонстрирует ценность генерации гипотез на базе ИИ для широкого научного сообщества, и мы хотели бы сотрудничать с другими учеными для распространения этого подхода на широкий спектр задач в геномике и других областях. Если у вас есть предложение по исследовательскому вопросу, мы будем рады услышать его от вас.
