Anthropic的AI生物学突破是真实创新还是言过其实？

Anthropic的Claude上周因发现一种人类此前从未见过的酶系统而登上新闻头条。这种事情并非每天都会发生，Anthropic对其AI在这项发现中的表现相当自豪。问题是，Anthropic的这项发现究竟是炒作，还是真的可能成为生物学研究领域的下一个重大突破？

Claude发现CRISPR样酶系统

这个系统是一种类似CRISPR的酶，是Claude在梳理约20万个逆转录酶样本时发现的。同等规模的研究如果由人类进行，需要耗费数月时间，因此Claude因用更快的速度完成研究并找到了值得研究的成果而受到赞誉。

Anthropic表示，人类的参与仅限于提示词设置和实验室工作，950个AI智能体负责梳理公开数据库以识别独特发现。整个过程大约用了21小时才发现这种酶，随后由人类科学家确认这是一种新型酶，意味着此前科学界从未观察到过它。

“这是AI智能体助力生物学发现的一个令人振奋的例子，”麻省理工学院和布罗德研究所教授张锋在一份声明中表示。“与逆转录酶相关的RNA重复序列阵列的发现确实很有意思，值得进一步研究。”

什么是CRISPR

这里出现了很多专业术语，我们先来解释一下。CRISPR（规律间隔成簇短回文重复序列）是细菌体内的一种防御系统，用于抵御病毒感染。没错，细菌也会生病。

其工作原理是：当细菌在病毒感染中存活下来后，会将该病毒DNA的一小段片段复制进自己的DNA中，这个片段库会随世代积累而不断扩充。当病毒再次攻击该细菌时，细菌会调用带有相应病毒片段的RNA。这段RNA就像按图索骥一样，引导一种切割蛋白精确切割病毒DNA的特定位置，使其无法复制，从而消灭感染。CRISPR指的就是从头到尾的整个过程。

研究人员于1987年发现了CRISPR，并最终发现可以将该系统用于基因疗法，即通过类似CRISPR的方法去除生物体内有害或突变的DNA，并用健康、未突变的DNA替换。这一过程耗时近40年，直到2023年英国才批准了首个CRISPR药物，随后美国食品药品监督管理局也于2024年批准了该药物。

什么是逆转录酶

另一个需要了解的术语是逆转录酶。这是某些生物体内的一种酶，它以RNA为模板合成DNA。这与通常的过程正好相反——正常情况下是以DNA为模板合成RNA，因此这种酶有独立的名称和分类。

它是许多病毒（包括HIV）的一个典型特征。了解到HIV利用逆转录酶进行复制，帮助科学家研发出了最早的一批治疗药物，这些信息至今仍应用于现代疗法中，使HIV不再是绝症。

不过，与CRISPR不同的是，逆转录酶不仅存在于病毒中，也广泛存在于其他各种生物体内。

Anthropic究竟发现了什么

CRISPR的一个特点是含有许多重复的DNA片段，这正是科学家最初识别出它的主要标志。此后数十年间，科学家一直只在细菌和古菌（一类与细菌等其他微生物不同的单细胞生物）中发现过CRISPR。

值得注意的是，这基本上就是Anthropic用其Claude大军所发现的内容。

“Claude注意到的是另一种蛋白质，即逆转录酶，它紧邻一段长长的重复DNA阵列，这与CRISPR的结构布局非常相似，”开发了首个AI生成基因编辑工具OpenCRISPR-1的AI实验室Profluent的一位代表在给CNET的邮件中表示。“这种特定的逆转录酶此前已被观察到过。Anthropic分享的是与之相邻的阵列以及伴随的另一种蛋白质。”

这种酶是在一种噬菌体（一种专门攻击细菌的病毒）中发现的。这类拥有大型DNA基因组的病毒通常被称为巨型噬菌体。Anthropic将这一此前未被表征过的系统命名为“阵列关联逆转录酶”，简称ART。

这项发现有多重要

这才是真正值得讨论的问题。CRISPR是现代历史上最重大的科学发现之一，其改写DNA的能力在医学领域有大量潜在应用价值。因此，像Anthropic这样发现类似CRISPR的系统，必然会引发一番讨论。

问题有两方面。其一，科学家花了大约20年时间才弄清楚CRISPR的工作原理，又花了近20年才研制出首个相关药物。这意味着可能还需要相当长的时间才能确定这项发现是否真正重要。

“相对而言，科学家一直都在不断发现有趣的序列模式，”麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室计算生物学小组负责人邦妮·伯杰在给CNET的邮件中表示。“瓶颈在于，随后需要通过更深入的分析、专业的生物学知识以及配套的针对性实验来弄清这些系统的用途和功能。”

对此，Anthropic并没有盲目乐观。

“我们对ART主要功能的理解工作仍在进行中，”Anthropic在一份声明中表示。“不过，我们认为尽早分享这类发现很重要，这既能展示Claude的能力，也能让更广泛的社区了解我们正在进行的工作。”

另一个问题是，可能已经有其他科学家团队更早发现了这种特定的酶。哥本哈根大学计算生物学家马里奥·罗德里格斯·梅斯特雷上周末告诉《纽约时报》，他的团队早在2022年就发现了这种酶。

“这些和我们研究多年的系统是一样的，”梅斯特雷对《纽约时报》表示。他指出有一项包含该研究内容的专利，他本人是该专利的共同发明人之一。

Anthropic表示此前并不知晓这项研究。

这究竟算不算是一次胜利

科学界普遍认同的一点是，发现这种酶的速度确实相当惊人。Anthropic表示，人类研究人员可能需要数周甚至数月时间才能从浩如烟海的数据中找到这根“针”。CNET采访的所有专家都认同这一评价。

“对于那些只在少数模式生物之外测序的物种中所包含的生物学系统，我们几乎还没有开始真正探索，”伯杰表示。“因此，许多杰出的科学家可能穷尽职业生涯研究各种有趣的序列模式，也未必能触及这一个。”

众所周知，多年来AI已经积累了一长串失败案例。它是个糟糕的律师，是个更糟糕的朋友，它对社交媒体的贡献常被称为“垃圾内容”。

但这次情况并非如此。Anthropic用Claude在21小时内找到ART，这个速度远比人类在没有极大运气加持的情况下所能达到的要快得多。如果Anthropic及其同行能够反复复现这种成功，那么AI或许能在其真正擅长的极少数事情清单上再添一项。不过，伯杰也警告称，草率的AI研究可能导致“大量低影响力的观察性发现泛滥，从而掩盖了那些针对有前景疾病疗法的重要、有针对性的研究”。

然而，梅斯特雷和他的团队则不那么信服，他们表示无法确定Claude是否是独立发现这些新型酶的，还是该AI模型此前已经接受过训练，其训练数据中包含了科学家们多年来上传到Claude用于辅助自身研究的大量未发表研究成果。如果是后者，那么这些研究相当于给Claude指明了通往该酶的方向。

“我是说，巧合是存在的，”梅斯特雷对《纽约时报》表示。尽管如此，梅斯特雷和他的团队还是决定停止与Claude的合作项目，转而使用其他模型，以防万一。可选择的余地并不多，因为OpenAI此前也曾被指控在解决纳维-斯托克斯千禧年难题时存在类似问题，当时无法排除该模型曾接受过基于莱文特·阿尔波格和特里斯坦·巴克马斯特（这两位实际解决该难题的数学家）研究成果的“去标识化数据”训练。

综上所述，Anthropic要想凭借这项发现摘得诺贝尔生物学奖、治愈地球上的所有疾病，甚至只是想为Claude赢得一次不受任何质疑的干净胜利，恐怕还需要再等待一段时间。

Q&A

Q1：Anthropic的Claude发现了什么新酶？

A：Claude发现了一种此前未被科学界观察到的酶系统，被命名为“阵列关联逆转录酶”（ART），它与CRISPR的结构布局相似，是在一种巨型噬菌体中被发现的。

Q2：Claude发现这种酶花了多长时间？

A：Anthropic表示，950个AI智能体梳理了约20万个逆转录酶样本，大约用21小时就发现了这种酶，随后由人类科学家确认其为新型酶，而这项研究如果由人类完成可能需要数周甚至数月时间。

Q3：这项发现有争议吗？

A：有。哥本哈根大学的科学家马里奥·罗德里格斯·梅斯特雷表示，他的团队早在2022年就发现了同样的系统，并质疑Claude可能训练过科学家上传的未发表研究数据，而非真正独立发现。