人类学在生物学上取得了重大突破吗?我们请科学家来权衡

Anthropic 的克劳德上周因发现人类从未见过的酶系统而成为头条新闻。这种情况并不是每天都会发生,Anthropic 对我们的人工智能在寻找它方面所做的工作感到非常自豪。问题是:人择的发现只是炒作,还是这可能成为生物学研究的下一个重大事件?

这个系统是一种类似 CRISPR 的酶,是克劳德在检查大约 200,000 个逆转录酶样本时发现的。人类需要花费几个月的时间才能完成相同水平的研究,因此克劳德因更快地完成这项研究并实际上得出了值得研究的结果而受到称赞。

Anthropic 表示,人类的参与仅限于索赔和实验室工作,而 950 名人工智能代理则搜索公开可用的数据库来识别独特的东西。这种酶大约花了21个小时才被发现,然后人类科学家确认这是一种新的酶,这意味着它之前没有被科学观察到。

麻省理工学院和博德研究所的教授张锋说:“这是人工智能如何为生物发现做出贡献的一个令人兴奋的例子。” 在一份声明中。 “识别逆转录酶相关的 RNA 重复阵列非常有趣,值得进一步研究。”

什么是CRISPR?

这里有很多大词,所以让我们停下来解读其中的一些。 CRISPR(成簇规则间隔短回文重复序列)是细菌中发现的一种防御系统。这种防御系统用于对抗病毒感染。没错,细菌也会让你生病。

它的工作原理是,当细菌在病毒感染中幸存下来时,它们会将病毒的 DNA 片段复制到自己的 DNA 中,并且这个片段库会一代代地积累。当病毒攻击细菌时,细菌会调用 RNA 和适当的病毒提取物。 RNA 使用这个片段,就像数字油漆一样,引导切割蛋白在正确的位置切割病毒 DNA,使其无法复制,从而杀死感染。 CRISPR就是从头到尾的整个过程。

研究人员于1987年发现了CRISPR,并最终发现他们可以在基因治疗中使用该系统,从而使用类似于CRISPR的方法去除活体中有害或突变的DNA,并用干净的、未突变的DNA取代它。花了近40年,第一个CRISPR药物终于出现了 2023年获批 在英国,然后是 2024 年 由美国食品和药物管理局。

什么是逆转录?

您需要了解的另一个术语是逆转录。这是在一些生物体中发现的一种酶,它使用 RNA 作为模板来构建 DNA。这与通常的情况相反,因为 DNA 被用作构建 RNA 的模板,所以它有自己的名称和分类。

这是包括艾滋病毒在内的许多病毒的标志。了解艾滋病毒使用逆转录酶进行繁殖有助于科学家创造出一些第一种治疗该病毒的药物,这些信息是 至今仍在使用 在现代治疗中,导致艾滋病毒的治疗并不被视为死刑。

然而,与 CRISPR 不同,逆转录酶存在于除病毒之外的所有其他类型的生物体中。

那么 Anthropic 究竟发现了什么?

CRISPR 的优点之一是它还有更多功能 DNA片段的复制它是帮助科学家首先识别它的主要指标。此后的几十年里,科学家只在细菌和古细菌中发现了 CRISPR,这些细菌和古细菌是与其他细菌和微生物分开的单细胞生物。

这是值得注意的,因为这是 Anthropic 用她的克劳德机器人大军发现的。

“Claude 注意到的是另一种类型的蛋白质,即逆转录酶,位于一长链重复 DNA 旁边,这与 CRISPR 的定位非常相似,”Pro Fluent 的一位代表在一封电子邮件中告诉 CNET,该实验室制造了 OpenCRISPR-1(第一个人工智能生成的基因编辑器)。 “这种逆转录酶以前见过。它旁边的基质和它旁边的伙伴蛋白是 Anthropic 所共有的。”

这种酶存在于噬菌体中,噬菌体是专门攻击细菌的病毒。具有大型 DNA 基因组的病毒是众所周知的 如大型噬菌体。 Anthropic 将这个之前未表征的系统称为“阵列相关逆转录酶”,简称 ART。

这个发现有多重要?

这才是真正的对话。 CRISPR 是现代历史上最伟大的科学发现之一,其重写 DNA 的能力在医学领域具有许多潜在用途。因此,像 Anthropic 所做的那样,找到像 CRISPR 这样的东西肯定会引起一些争论。

问题是双重的。首先,科学家们花了大约 20 年的时间才弄清楚 CRISPR 的工作原理,然后又花了近二十年的时间才利用它来制造第一种药物。这意味着我们可能需要一段时间才能知道这一发现是否重要。

麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室计算和生物学小组负责人 Bonnie Berger 在一封电子邮件中告诉 CNET:“相对而言,科学家们一直在发现有趣的序列模式。” “瓶颈是利用更深入的分析、专业的生物学知识和补充的有针对性的实验来弄清楚这些系统的目的和功能。”

基因编辑技术带来了新的医学治疗方法,例如镰状细胞病的治疗方法,这些方法是在马里兰州贝塞斯达国立卫生研究院的国家心肺血液研究所的细胞和分子治疗实验室等实验室开发的,如图所示。布伦丹·斯马洛夫斯基/法新社/盖蒂图片社

人类学家对于事情的这一面并不抱任何幻想。

Anthropic 在一份声明中表示:“我们仍在继续了解抗逆转录病毒药物的基本功能。” “但是,我们认为尽早分享这样的结果非常重要,这既可以展示 Claude 的能力,也可以让更广泛的社区了解我们正在开展的工作。”

另一个问题是另一组科学家可能已经发现了这种特殊的酶。 Mario Rodriguez Mestre,哥本哈根大学计算生物学家, 他告诉《纽约时报》 上周末,他的团队在 2022 年发现了这种酶。

“这与我们多年来研究的系统相同,”米斯特里告诉《纽约时报》。他指出 申请专利 其中包含他被列为共同发明人的研究。

Anthropic 表示并不知道这项研究。

这到底是赢还是输呢?

广大科学界已经达成共识的一件事是,发现这种酶的速度实际上是相当惊人的。 Anthropic 表示,人类研究人员可能需要数周或数月的时间才能大海捞针。 CNET 采访的所有专家都同意这一评估。

伯杰说:“除了少数模式生物之外,我们仅触及了探索以序列物种为代表的生物系统的表面。” “因此,许多杰出的科学家可以将他们的职业生涯花在研究有趣的序列模式上,但从未遇到过这种模式。”

多年来,人工智能面临着一长串的失败,这已不是什么秘密。他是一个糟糕的律师,一个更糟糕的朋友,他在社交媒体上的贡献经常被称为垃圾。

在本例中情况并非如此。人道地利用克劳德在 21 小时内找到抗逆转录病毒疗法,这比任何没有足够运气的人都快得多。如果 Anthropic 及其同行能够一次又一次地复制这一成功,那么人工智能可能只会在它已经擅长的非常短的列表中添加一个项目。然而,伯杰警告说,缓慢的人工智能研究可能会导致“大量低影响的监测结果,从而扼杀对有前途的疾病治疗的重要、有针对性的研究。”

然而,米斯特里和他的团队不太相信,他们指出,他们不能肯定地说这些新酶是克劳德自己发现的,还是机器人接受了科学家多年来一直上传给克劳德以帮助他们自己的研究的未发表研究的训练。这次搜索将把克劳德送到那种酶作为归航信标。

“我的意思是,巧合总是会发生,”米斯特里告诉《泰晤士报》。然而,米斯特里和他的团队正在结束与克劳德的项目,并转向其他模型,以防万一。选择很少,因为 OpenAI 被指控在解决千年纳维斯托克斯问题时做了同样的事情,并且 我们不能排除这种可能性 该模型是根据实际解决了该问题的数学家 Levent Albog 和 Tristan Buckmaster 的“确定数据”进行训练的。

所以,总而言之,人类学要获得诺贝尔生物学奖还要等更长的时间, 治疗地球上的所有疾病 或者甚至是克劳德干净利落地获胜,而没有悬而未决的指控。