ИИ Клод обнаружил ранее неизвестную систему в ДНК
Система Claude от компании Anthropic обнаружила ранее неописанную ферментную систему в бактериофагах — вирусах, поражающих бактерии. Для этого потребовалось проанализировать более 200 тысяч ферментов обратной транскриптазы.
Что именно нашли
Новую систему назвали ART — array-associated reverse transcriptase, то есть обратная транскриптаза, связанная с массивом повторов. Она состоит из трех частей: самого фермента обратной транскриптазы (он умеет переписывать РНК обратно в ДНК), соседнего гена-партнера неизвестной пока функции и длинного массива равномерно расположенных повторяющихся участков ДНК. По архитектуре это напоминает CRISPR — знаменитую систему бактериального иммунитета, которую учёные приспособили для редактирования генов. Но что именно делает ART, пока не известно.
Как ее нашли
Открытие сделали в рамках новой исследовательской программы Anthropic в области наук о жизни. Около 950 агентов на базе Claude в течение 21 часа анализировали геномные данные, потратив на это порядка 210 миллионов токенов (единиц текста, которые обрабатывает языковая модель), и в итоге сформировали тысячи потенциальных кандидатов для дальнейшего изучения.
Из более чем 200 тысяч собранных ферментов агенты выделили около 3500 кандидатных систем, а затем сузили список до 20, по которым подготовили подробные отчеты. По оценке Anthropic, такую работу по поиску новых биологических систем в геномах специалист-человек выполнял бы неделями, а то и месяцами.
Один из агентов сосредоточился на необычном семействе обратных транскриптаз и начал изучать участок ДНК вокруг соответствующего гена. Там он обнаружил тандемный повторяющийся массив рядом с геном RT — паттерн, который, судя по всему, раньше никто не описывал. Агент подсчитал число повторов, измерил расстояние между ними, сравнил находку с уже известными системами обратных транскриптаз и проверил научную литературу на предмет более ранних упоминаний. После этого он пометил последовательность как потенциально новую систему для проверки учеными.
Сам фермент обратной транскриптазы новым не был — его и раньше находили у крупного бактериофага. Новым оказалось именно окружение гена: некодирующий массив повторов и дополнительный белок с пока неясной функцией.
Похоже на CRISPR, но пока не факт
Первые лабораторные эксперименты показали, что повторяющийся массив ART считывается в виде нескольких отдельных коротких молекул РНК. Это заинтересовало исследователей, потому что у CRISPR-систем повторяющиеся массивы устроены похожим образом и как раз благодаря этому системы CRISPR-Cas можно программировать под конкретные задачи.
Ученые предупреждают: доказательств, что ART работает как CRISPR, пока нет. Тем не менее по совокупности признаков система напоминает небольшую группу ранее открытых механизмов, способных программируемо работать с ДНК — резать, копировать или вставлять генетический материал.
Фэн Чжан, один из пионеров редактирования генома методом CRISPR, профессор MIT и Broad Institute, ознакомился с работой и назвал находку заслуживающей внимания:
«Это яркий пример того, как ИИ-агенты могут вносить вклад в биологические открытия. Обнаружение РНК-массивов повторов, связанных с обратными транскриптазами, — по-настоящему интересная находка, которая требует дальнейшего изучения».
Работа по ART пока на самой ранней стадии — исследователи только начинают выяснять, для чего система нужна в природе и есть ли у ее необычного устройства перспективы применения в биотехнологиях.
