Claude扫描20万逆转录酶发现噬菌体中类似CRISPR系统

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发布日期：2026-09-24 浏览：29

Anthropic的Claude在搜索超过20万种逆转录酶后，在噬菌体中识别出一个此前未表征的酶系统，展示了AI智能体如何帮助科学家在庞大的DNA数据集中发现隐藏的生物系统。新识别的系统被称为阵列相关逆转录酶（array-associated reverse transcriptase，ART），它将逆转录酶与相邻的伙伴基因以及一长串均匀间隔的DNA重复序列结合在一起。这一排列与CRISPR系统有相似之处，但研究人员尚不清楚ART的功能。

Claude是在作为Anthropic新生命科学研究计划的一部分分析DNA序列时发现该系统的。约950个智能体花费21小时使用约2.1亿个token搜索基因组数据，产生了数千个潜在生物系统供进一步分析。智能体收集了超过20万种逆转录酶，识别出约3,500个候选系统，最终将范围缩小到20个候选系统进行详细报告。Anthropic表示，这种基因组挖掘工作可能需要专家科学家数周或数月。

一个Claude智能体专注于一个不寻常的逆转录酶家族，并开始检查其周围的原始DNA。它检测到RT基因旁边的一个串联重复阵列，这一模式此前显然未被识别。该智能体随后统计重复次数、测量其间距、将排列与已知逆转录酶系统进行比较，并在科学文献中搜索此前的描述。它最终将该序列标记为潜在的新生物系统，供人类研究人员审查。

逆转录酶本身并不新。此前的研究已在一种巨型噬菌体中识别出该酶。Anthropic研究人员表示，新识别的特征是围绕它的更广泛系统，包括非编码重复阵列和一个功能仍未知的额外蛋白质。初步实验室实验发现，ART重复阵列表达为多个不同的短RNA。这特别有趣，因为CRISPR阵列也产生帮助CRISPR-Cas系统可编程的RNA。

研究人员警告，ART尚未被证明像CRISPR那样运作。其生物学作用仍未知，进一步的实验正在进行中，以确定逆转录酶、辅助蛋白和重复衍生RNA的实际功能。然而，Anthropic表示，这些特征的组合类似于此前发现的一小群能够进行涉及DNA的可编程操作的生物系统，包括切割、复制或插入遗传物质。

在审查该工作后，CRISPR基因组编辑先驱、麻省理工学院和Broad研究所教授张锋（Feng Zhang）表示，这一发现值得进一步调查。他说："这是AI智能体如何为生物发现做出贡献的一个令人兴奋的例子。识别与逆转录酶相关的RNA重复阵列确实引人入胜，值得进一步研究。"

Anthropic还建立了一个湾区分子生物学实验室，以测试通过计算搜索产生的候选物。所有实验室实验由人类科学家进行，而Claude用于搜索基因组数据集、生成假设、分析候选物并帮助解释实验结果。ART工作仍处于早期阶段，研究人员正在调查其生物学功能以及其不寻常的结构最终是否可能具有生物技术应用。

从AI在科学发现中的应用看，这一案例展示了智能体在基因组挖掘中的潜力。传统上，在数百万个基因序列中寻找具有特定结构的系统需要研究人员编写搜索规则、筛选结果并手动检查候选序列，这一过程耗时且容易遗漏。Claude的智能体方法将搜索、模式识别、文献比对和假设生成整合为自动化流程，使数周或数月的工作在21小时内完成。不过，发现候选系统与证明其功能之间存在本质区别——ART与CRISPR的结构相似性提示其可能具有可编程的DNA操作能力，但RNA重复阵列的表达和辅助蛋白的功能仍需实验室验证。Anthropic设立分子生物学实验室并由人类科学家执行实验，表明AI在其中的角色是生成假设和缩小候选范围，而非替代实验验证。张锋的评价为这一发现提供了领域内的认可，但他同样强调需要进一步研究。ART的生物学功能和潜在生物技术应用仍不确定，若后续实验证实其具有可编程的DNA操作能力，可能为基因编辑工具增加新的候选系统。