Claude发现了新型酶系统

来源：https://www.anthropic.com/news/claude-discovers-novel-enzyme-system *我们正在Anthropic组建新的生命科学研究团队与实验室。我们的核心目标是运用Claude进行基础生物学研究：通过分析DNA数据集识别未被表征的蛋白质家族，大规模生成科学假设，并通过实验室实验进行验证。本文将介绍这支团队的构成，并分享早期研究结果——Claude在仅获得科学家高层级指导的情况下，自主发现了一种具有类似CRISPR特性的新型酶系统。*许多生物学与医学的革命性发现都始于科学家观察到自然界分子机器惊人多样性中的异常现象。限制性内切酶（在特定短序列处切割DNA的蛋白质）最初是在细菌免疫系统中被发现的，它们能破坏入侵病毒的DNA。研究者意识到可以利用这些酶在特定位置切割DNA，并将基因从一个生物体剪接到另一个生物体，由此催生了生物技术产业。Taq聚合酶（一种能在高温下复制DNA的酶）是在黄石公园温泉的细菌中被发现的，它成为了现代诊断技术中广泛使用的PCR技术（聚合酶链式反应）的基础。CRISPR最初被注意到是因为某些细菌DNA中存在异常的重复序列，现已成为基因编辑疗法的基石。

2026年春，我们成立研究小组，旨在探索通用AI模型能否系统化并加速此类科学发现（https://darioamodei.com/essay/machines-of-loving-grace#1-biology-and-health）。我们坚信，通过建立全新的生物学研究范式——让AI智能体在全流程中与人类协作——将实现这种加速。为此，我们建立了自己的实验室，并组建了从Claude生物训练到实验执行的全链条团队。

今天，我们分享首个研究项目的初步成果：Claude自主发现了一种与DNA重复序列阵列相关联的新型酶系统，其模式令人联想到CRISPR。尽管其功能尚未明确，但该系统具有的特性组合此前仅在少数其他系统中同时出现过，且所有这些系统都具备可编程性，能够执行DNA的剪切、复制与粘贴操作。除已深刻改变科学与医学的CRISPR外，此类系统正作为前沿工具处于研发阶段。

Claude发现的该系统基于逆转录酶（RT）——这类酶能将RNA逆转录为DNA。尽管这个在巨型噬菌体中发现的RT本身已在前期研究中被识别，但Claude似乎是首个注意到该系统特征性标志的研究者：其关联的非编码DNA序列阵列，以及一个功能未知的附加辅助蛋白。

CRISPR基因组编辑先驱、MIT与Broad研究所教授Feng Zhang在审阅预印本后表示：

“这是AI智能体贡献生物学发现的激动人心范例。识别与逆转录酶相关的RNA重复序列阵列极具启发性，值得深入探索。期待这项研究能激励更多科学家探索AI如何支持科学研究。”

我们曾向Claude下达指令，要求从庞大的DNA序列数据库中搜索有趣的新型RT实例。我们的参与仅限于初始提示与实验操作，而Claude智能体则系统梳理数据库、分析不同的RT家族，并运用自主判断力筛选出有价值的候选对象。经过约950个智能体耗时21小时、使用2.1亿token的数据检索，其中一个智能体发现了一个惊人现象：在一段外形奇特的RT基因旁，存在着DNA序列的重复模式。通过进一步分析与实验室验证，我们确认该模式标记了一种此前未被表征的酶系统——存在于噬菌体（感染细菌的病毒）中，我们称之为“阵列相关逆转录酶”（ART）。

我们对ART主要功能的研究仍在进行。但我们认为早期分享此类发现至关重要：既是为了展示Claude的能力，也是为让学术界了解我们的研究方向。我们已发布更详尽的预印本（详见此处）：https://www-cdn.anthropic.com/22573675ada52a8ca8a97a1a4b4326b2f208a071.pdf

关于我们实验室

我们是一支由毕生探索特殊蛋白质的科学家组成的团队，专注于利用计算方法系统解读DNA、阐释其进化历程，并筛选生物学系统以进行深入表征。加入Anthropic前，我们的研究曾助力理解CRISPR系统的进化（https://www.science.org/doi/10.1126/science.aei0498）与调控机制（https://www.nature.com/articles/s41586-018-0557-5），发现用于下一代细胞与基因疗法的新型酶（https://www.nature.com/articles/s41586-024-07552-4）（https://www.science.org/doi/10.1126/science.adz0276），并开发加速DNA异常（如人类致病变异）识别的工具（https://www.nature.com/articles/s41586-026-10176-5）。我们隶属于Anthropic生命科学部门，与药物发现、Claude生物化学训练等团队协同工作。

我们位于湾区的实验室具备典型分子生物学实验室特征。所有实验均遵循生物安全等级1级（BSL-1）与2级（BSL-2）标准，不涉及可感染人类的病原体。所有实验操作均由人类科学家完成。尽管我们曾通过模型硬件标准（https://www.anthropic.com/news/model-hardware-standard-research-preview）等项目尝试让AI加速实验流程，但这种方法不太适用于分子生物学研究中常见的临时性工作流。

工作模式

我们许多工作流程的核心是让Claude检索与未知功能蛋白质相关的海量DNA序列数据。典型流程始于对特定蛋白质家族的普查：Claude阅读相关文献并利用公开数据复现已证实的结果以验证方法；随后搜寻未符合已知系统的家族成员或基因组邻近基因，并为每个候选者撰写简明易读的报告，提出功能假设并列举支持证据。在后续分析中，Claude会严格评估证据——多数候选对象在此阶段被淘汰。一次普查可能仅产出一个值得实验的候选者，或空手而归。

当候选者通过内部评审后，我们会在实验室进行测试：在标准菌株中表达蛋白质，并结合Claude的数据解读进行生化与结构表征。我们使用Claude Science（https://claude.com/product/claude-science）与Claude Code（https://claude.com/product/claude-code）——这些工具对所有科学家开放——并时常运用自研工具协调并行运行的Claude会话。

由于Claude能高效生成假设，这些假设本身已成为我们的研究对象。单次任务就可能产生数百至数千份候选报告，我们持续探索：哪些提案值得实验验证？哪些应被搁置？所得结论将反哺给Claude的指令体系，培养它模仿我们的科学判断力。

Claude发现ART

近年来，研究者发现了更多逆转录酶（RT），其中多数存在于细菌免疫系统中。几乎所有RT家族都是通过基因组挖掘发现的——这需要研究者搜索序列数据库中未被表征的基因，识别异常者并解析其功能。

Claude智能体收集了超过20万条RT序列，筛选出3500个新候选系统，最终精选出20个最具潜力的候选对象并进行深度分析，生成人类可读的报告。对于专业科学家而言，这类分析通常需要数周至数月的工作。

研究过程中，Claude注意到一个异常的RT家族，决定深入探究。在梳理RT附近的原始DNA序列时，智能体突然发现：“[RT邻近的DNA]非常惊人：肉眼可见串联重复阵列……这是类似CRISPR的重复阵列？！”

Claude识别DNA中的重复模式Claude读取的原始DNA片段中发现了无人注意的重复模式 随后它像人类科学家发现潜在新系统时那样展开工作：统计重复次数与间距、比对已知RT系统的布局、检索文献中是否有该模式的相关记载。经过全面分析后，它确信自己发现了新的生物学系统，并提交报告等待人类审核。

该系统（ART）主要存在于噬菌体中，由三部分组成：RT、其相邻的伴侣基因，以及长度均匀的DNA重复序列阵列。其重复序列布局类似CRISPR阵列（该阵列储存着使CRISPR-Cas系统成为可编程生物技术工具的RNA序列库）。初步实验表明，ART阵列也会被表达为一系列独特的短RNA，暗示该系统可能存在类似机制。

我们正在开展进一步实验以解析ART的工作机制。分享这些早期发现旨在向学术界展示：Claude能够自主检测异常并驱动分析，从而推动生物学发现。

技术报告详见此处：https://www-cdn.anthropic.com/22573675ada52a8ca8a97a1a4b4326b2f208a071.pdf

与我们合作

我们希望这项工作能向科学界展示AI驱动假设生成的价值，并期待与其他科学家合作，将此方法拓展至基因组学及其他领域的广泛问题。若您有研究课题提案，欢迎与我们联系。

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