Anthropic 人工智慧揭示具備類 CRISPR 重複序列之 ART 酵素系統

人工智慧開發商 Anthropic 宣布發現了一種先前未被定性的生物學機制，稱為陣列相關反轉錄酶（array-associated reverse transcriptases，簡稱 ART）。該系統透過該公司 Claude 模型的運算分析被挖掘出來，並在其位於舊金山灣區的濕實驗室中完成了驗證。該系統在結構上與 CRISPR 具有相似特徵，後者是一種廣泛被改用於基因體編輯的病毒防禦機制。這項宣布代表了 Anthropic 專門的生命科學研究小組的第一個科學成果，該小組成立於 2026 年春季，旨在探索基礎生物學並加速科學發現流程。

根據該公司分享的細節，這項發現是透過部署自主 AI 工作流程來篩選龐大的公共基因序列資料庫所實現的。Claude 不僅僅作為程式碼助理或文獻摘要工具，而是充當探索性代理人（agent），負責掃描未標註的遺傳物質、針對未定性的蛋白質家族建立假說，並挑選出生物學上的異常現象以供人類科學家進行實驗驗證。

由 950 個 AI 代理人驅動的運算篩選流程

該發現工作流程仰賴約 950 個 Claude 代理人在 21 小時內跨越約 2.1 億個代幣（tokens）進行平行協同運作。Anthropic 的科學家首先提示該模型探索大型序列資料庫，以尋找新型反轉錄酶——負責將 RNA 轉錄為 DNA 的酵素，這類酵素在微生物防禦機制中經常發揮作用。該模型收集了超過 20 萬個反轉錄酶，挑選出 3,500 個候選系統，並將選擇範圍縮小至 20 個最引人注目的目標，同時為每個目標編制了人類可讀的檔案。

在此過程中，一個代理人在巨型噬菌體（jumbo bacteriophage，一種感染細菌的大型病毒）的基因體中識別出了一種不尋常的反轉錄酶。雖然這種特定酵素的存在先前已被記錄在學術資料庫中，但 Claude 發現了與之相鄰的非編碼、均勻間隔的串聯 DNA 重複序列陣列，以及一個編碼未知功能輔助蛋白的伴隨基因。這種結構排列直接對應了 CRISPR 陣列的結構，CRISPR 陣列儲存了細菌酵素用來識別和切割特定遺傳目標的序列。

這是 AI 代理人如何為生物學發現做出貢獻的一個令人興奮的範例。鑑定出與反轉錄酶相關的 RNA 重複序列陣列確實非常引人入勝，值得進一步研究。我希望這項工作能鼓勵更多科學家探索 AI 如何支援他們的研究。

實驗已驗證的內容與仍未證實的未知領域

Anthropic 強調，在整個發現流程中，人類的介入依然至關重要。雖然 Claude 負責構思假說並執行數位基因探勘，但實體實驗室的實驗完全由人類研究人員執行。實驗室團隊在第一級生物安全（BSL-1）與第二級生物安全（BSL-2）防護規範下運作，未處理任何人類病原體，並在標準實驗室細菌菌株中表達了這些蛋白質，完成了初步的生物化學與結構定性。

• 已確認的結構：ART 系統由一個反轉錄酶、一個相鄰的輔助蛋白以及一組規則間隔的非編碼 DNA 重複序列陣列組成。
• 已證實的來源：該遺傳排列位於噬菌體的基因體內，而非細胞宿主生物體中。
• 未知的生物學功能：研究人員尚未確定 ART 在噬菌體感染週期中的主要自然作用。
• 不確定的實際效用：目前尚不清楚 ART 是否能被工程化改造成類似 CRISPR 的可程式化分子工具，以用於基因編輯或生物技術應用。

Anthropic 執行長達里奧·阿莫代（Dario Amodei）在社群媒體上承認，這項發現是建立在現有開放科學的基礎之上，並指出史丹佛大學的研究人員先前曾發現過一個與 Claude 分析系統具有相似之處的系統。包括加州大學舊金山分校的酵素生成以及 Google 旗下 AlphaFold 的蛋白質預測在內，更廣泛的學術努力反映了整個產業將機器學習應用於分子生物學的擴展趨勢。

對生物技術與機構研究工作流程的深遠影響

隨著 Anthropic 進軍藥物發現領域並為潛在的首次公開募股（IPO）做準備，伴隨公開預印本釋出的這些早期研究成果，旨在展示 Claude 的實證能力。儘管該系統被拿來與 CRISPR 相比，但科學界仍需要進行獨立驗證，以確認 ART 是否具備適用於合成生物學、診斷或治療干預的催化特性。

對於生命科學企業與學術研究機構而言，這項發展展示了一種將大規模大型語言模型代理人整合至早期生物資訊學中的可行模式。透過將龐大的資料分類、比較基因探勘與假說生成委託給自主模型，機構可以將初始篩選週期從數月縮短至數天。然而，要實現具體的實際成果，在投入大量臨床或營運資源之前，仍然需要嚴格的濕實驗室基礎設施、嚴密的生物安全控制以及人類監督，以驗證運算推導出的候選標的。