Технологичните директори отдавна изтъкват потенциала на техните модели с изкуствен интелект да ускорят темпото на откритията в биологията. Миналата седмица те обявиха едно такова. В съобщение от 23 септември Anthropic заяви, че нейната голяма езикова система Claude е идентифицирала ензимна система със свойства, „напомнящи за Crispr“ — спечелилия Нобелова награда инструмент за генно редактиране.

Според Anthropic около 950 агента на Claude, работещи едновременно, са открили интересните генетични последователности за 21,5 часа. „Искрено поздравявам Anthropic за това, че споделиха с света своето откритие“, казва Фьодор Урнов, експерт по генно редактиране в Калифорнийския университет в Бъркли и директор по терапевтични изследвания и разработка в неговия Институт за иновативна геномика (IGI сътрудничи с Anthropic, но не е участвал в новото откритие).

Други учени са по-малко ентусиазирани от констатацията, която е първата, произлизаща от изследователска група, създадена от Anthropic по-рано тази година. „Експериментите все още се провеждат, а PR съобщението вече е публикувано“, казва Ле Конг, професор в Станфордския университет, фокусиран върху интегрирането на изкуствен интелект в изследванията по геномно инженерство.

Anthropic, която е създала лаборатория за биологични експерименти за откриване на лекарства, ясно заяви, че констатацията не е краят на нейната работа. („Все още не разбираме какво прави тази система“, заяви компанията в публикация в X, „но само шепа известни системи споделят нейните характеристики и всички те са в състояние да изрязват, копират и поставят ДНК.“) Един физически експеримент е включен в технически доклад, който все още не е преминал през рецензиране. Въпреки това трябва да се направи много повече, за да се установи значението на това откритие. Все още остава неизвестно дали тази ензимна система може да се използва като инструмент за генно редактиране и, ако е така, дали е полезен инструмент за генно редактиране.

„Да кажем, че сме на плажа в Санта Моника и се опитваме да сканираме целия пясък, за да намерим диамант“, казва Конг. „ИИ откри това нещо, което изглежда много блестящо, и след това трябва да се върнете в лабораторията, за да разберете — стъкло ли е, или е диамант?“

Claude откри този блестящ обект, след като изследователи от Anthropic го подканиха да търси в огромни геномни бази данни „интересни нови примери“ за обратни транскриптази — протеини, които копират РНК в ДНК. Това е обратното на нормалния процес в нашите клетки, при който ДНК се транскрибира в РНК, но се използва от други организми в разнообразие от биологични функции, включително вмъкване на сегменти от ДНК.

Агентите на Claude първоначално са идентифицирали повече от 200 000 възможни обратни транскриптази, според Anthropic, и след като са подбрали няколко хиляди, които са изглеждали нови, са стеснили обхвата още повече, откривайки в крайна сметка „необичайно“ семейство обратни транскриптази, съдържащо дълъг регион от повтарящи се ДНК последователности, които приличат на Crispr. Anthropic нарича тази система ART (съкращение от array-associated reverse transcriptases). Система се среща в гигантски фаги — големи вируси, които заразяват бактерии.

„Мога да видя с просто око тандемен повторен масив… това е подобен на Crispr… повторен масив?!“, пише един ИИ агент. Агентът също така потвърждава, че тази система може да бъде ретрон, както е отбелязано в техническия доклад. Crispr и ретроните са бактериални имунни системи и въпреки че ретроните имат известна полза при генното редактиране, те не са същият универсален инструмент, какъвто е Crispr. Ето защо не е много изненадващо, че публикацията в блога на Anthropic наблегна на сравнението с Crispr.

Сет Шипман, сътрудник-изследовател в институтите Gladstone, не смята, че откритото от Anthropic е нова система Crispr, но казва, че откритието все пак е интересно. „Новото е как са го открили, а не какво представлява“, казва той. Неговата лаборатория е използвала ретрони за създаване на системи за генно редактиране, така че е възможно ретроните да се използват по този начин.

Идентифицирането на нови обратни транскриптази може да отнеме месеци ръчно анализиране на геномни бази данни, така че Шипман казва, че фактът, че Anthropic е успяла да направи това за един ден, е впечатляващ. Но той предупреждава да не се приписва откритието изцяло на модел с изкуствен интелект. „Мисля, че трябва да бъдем внимателни, когато казваме, че Claude автономно е открил нещо, защото в проучването участват и учени“, казва той.

Всъщност същата тази обратна транскриптаза е била идентифицирана по-рано от Джейсън Гил, микробиолог в Тексаския университет A&M, и неговите колеги в публикация от 2021 г. за гигантските фаги. Това, което може би е ново, е че Claude е идентифицирал повторения около нея, загатвайки, че ензимът може да е част от система, подобна на Crispr.

„Тези модели са добри в намирането на модели и повторения, по-добри от човек, който ги гледа с очите си“, казва Гил. „Човек би могъл да направи всичко това, но трябва вече да има предвид хипотеза.“ Той добавя, че ART изглежда няма „очевидна връзка“ с която и да е известна система Crispr и Anthropic трябва да докаже, че тя действително има активност за редактиране на гени.

Конг отчита заслугите на учените за намирането на перфектния тип проблем за Claude, като се имат предвид неговите способности да търси сходства и модели. Възможно е моделът да бъде използван за подобни проекти с големи данни, но това не означава, че Claude изведнъж ще започне да ускорява всякакви открития в науките за живота.

Върху какъв тип информация е бил обучен този модел също не е нещо, което научната общност може да оцени, което прави тези констатации необичайно непрозрачни в ера, в която водещите научни списания изискват от учените свободно да публикуват своя код в името на възпроизводимостта. Това също така доведе до това изследовател, изучавал същите тези ензими, да се усъмни, че моделът е бил обучен върху неговия труд, тъй като е споделил все още непубликувани констатации с обществената версия на Claude. („Claude не е бил“, заяви Anthropic пред New York Times, „обучаван върху транскрипти на потребители и нашият екип по молекулярна биология също няма такъв достъп.“)

Дори ако Claude действително е идентифицирал следващото голямо нещо в генното редактиране, все още ще са необходими учени, които да тестват тази хипотеза в лабораторията, за да я докажат. В публикация в X относно откритието, изпълнителният директор на Anthropic Дарио Амодеи отбеляза: „В крайна сметка може дори да стане възможно самият Claude безопасно да извършва експериментите, като автономно контролира лабораторно оборудване.“ Дори ако това се окаже възможно, то ще бъде в доста далечното бъдеще. (Идеята, разбира се, повдига много въпроси относно безопасността и надзора, и Амодеи бързо последва тази мисъл, като спомена, че лабораториите на Anthropic са на най-ниските нива на биобезопасност и по този начин не съдържат нищо изключително вредно за хората.)

Отговорите в тази област не идват бързо. Отне 25 години от първоначалното откриване на последователностите Crispr в бактериите през 1987 г., докато Дженифър Даудна и Еманюел Шарпантие демонстрираха, че тя може да бъде програмируем инструмент за рязане на ДНК през 2012 г. И въпреки че Crispr сега е всевъзможен в лабораториите и се тества в десетки клинични изпитвания за лечение на сърдечно-съдови състояния, ракови заболявания, автоимунни заболявания и редки разстройства, досега има само едно лекарство на пазара, което използва технологията, одобрено в края на 2023 г. Това е доказателство за дългия път на научния прогрес — и трудностите при превръщането на обещаващи фундаментални научни открития в лекарства.

Ограниченията на констатацията на Anthropic сочат и към по-фундаментален въпрос. Това, което направи Crispr революционен, беше, че учените идентифицираха биологична система, която преди това бе неизвестна. Предстои да видим дали който и да е модел с изкуствен интелект е способен да открие нещо полезно, без да знае точно какво търси.

„Ако имате ИИ, обучен само върху знания отпреди хората да открият Crispr, и след това този ИИ действително открие Crispr, това изглежда е по-добра постановка за тестване на ИИ като учен“, казва Конг.