Claude, CRISPR benzeri tekrarlara sahip yeni bir enzim sistemi keşfetti

*Anthropic'te yeni bir yaşam bilimleri araştırma grubu ve laboratuvarı kuruyor. Odak noktamız Claude'u kullanan temel biyoloji araştırması: DNA veri tabanlarını keşfederek karakterize edilmemiş protein ailelerini belirlemek, ölçekte hipotezler üretmek ve bunları laboratuvar deneyleri aracılığıyla test etmek. Bu yazı bu çalışmanın ardındaki takımı tanıtıyor ve Claude'un bilim insanlarımızdan yalnızca üst düzey yönlendirme ile CRISPR'a benzer özellikler taşıyan yeni bir enzim sistemi keşfettiği erken sonuçları paylaşıyor.

Biyoloji ve tıbbayı devrimci bir şekilde değiştiren birçok keşif, bir bilim insanının doğada bulunan inanılmaz çeşitlilikteki moleküler makinelerde bir şeyler garip fark etmesiyle başlamıştır. Kısıtlama enzimleri, DNA'yı belirli kısa sekanslarında kesen proteinler,* bakteriyel bağışıklık sistemlerinde bulunmuş ve burada virüslerin DNA'sını yok etmiştir. Araştırmacılar, bu enzimleri kullanarak DNA'yı seçtikleri yerlerde kesip bir organizmadaki genleri başka bir organizme yapıştırabileceğini fark ettiler ve bu da biyoteknoloji endüstrisini başlattı. Yüksek sıcaklıklarda DNA'yı kopyalayan bir enzim olan Taq polimeraz, Yellowstone'da bir sıcak kaynağında yaşayan bir bakteride tanımlandı. PCR'nin, modern tanıtımların çoğunda kullanılan DNA kopyalama yönteminin temelini oluşturdu. CRISPR ilk olarak belirli bakterilerin DNA'sında alışılmadık bir tekrar dizisi olarak fark edildi ve şimdi gen düzenlemesine dayalı ilaçların temelini oluşturuyor.

2026 baharında, genel yapay zeka modellerinin bu tür keşifleri sistematize edip hızlandırıp hızlandıramayacağını görmek için bir araştırma grubu oluşturduk. Bu hızlanmayı, ajanların insan çalışanlarla sürecin her aşamasında işbirliği yaptığı yeni bir biyoloji araştırması yöntemi oluşturarak elde edeceğimize inanıyoruz. Bu yeni çalışma yöntemi geliştirmek, Claude'u biyolojiye eğitlemekten laboratuvarda deneyleri yürütmeye kadar her şey üzerinde çalışan kendi laboratuvarımızı ve tek bir takımı inşa etmemizi gerekli kılmıştır.

Bugün, ilk araştırma programlarımızdan birinin erken sonuçlarını paylaşıyoruz; burada Claude, DNA tekrarları dizisiyle ilişkili yeni bir enzim sistemini özerk bir şekilde keşfetti ve bu, CRISPR'a benzer bir desen gösteriyor. Fonksiyonunu henüz bilmesek de, Claude'un keşfettiği sistem, yalnızca birkaç başka sistemde bir arada bulunmuş bir dizi özelliğe sahiptir ve bunların tümü programlanabilir ve DNA'yı kesme, kopyalama ve yapıştırma gibi işlemler gerçekleştirir. CRISPR'ın ötesinde, ki bu zaten bilimi ve tıbbayı dönüştürmüştür, şu anda gelecek vadeden araçlar olarak geliştirilen birkaç başka sistem daha vardır.

Claude'un bulduğu sistem, RNA'yı DNA'ya kopyalayan enzimler olan ters transkriptaz (RT) üzerine kuruludur. Jumbo faj'da bulunan bu temel RT önceki çalışmalarda tanımlanmış olsa da, Claude'un sistem'in tanımlayıcı özelliklerini—ilişkili kodlanmayan DNA dizileri dizisini ve bilinmeyen işlevli ek bir aksesuar proteinini—fark eden ilk kişi görünüyor.

Ön baskıyı inceledikten sonra, CRISPR genom düzenlemesinin öncülerinden biri ve MIT ile Broad Enstitüsü profesörü Feng Zhang şunları söyledi:

Claude'a, DNA dizi tabanında ilginç yeni RT örnekleri aramak için çok büyük bir veri tabanında arama yapması için bir Prompt verdik. Katılımımız ilk Prompt ve laboratuvar çalışmasıyla sınırlıydı; Claude ajanları veri tabanını taradı, farklı RT ailelerini araştırdı ve ilginç adayları belirlemek için kendi yargılarını kullandı. Yaklaşık 950 ajan tarafından 210 milyon Token kullanarak 21 saat veri arandıktan sonra, ajanlardan biri dikkat çekici bir şey buldu: RT geni yanında oluşan DNA sekanslarının tekrar eden bir deseni. Laboratuvarımızda daha fazla analiz ve test ettikten sonra, bu desenin bakteriyofajlarda (bakteri enfekte eden virüsler) bulduğumuz, dizi ilişkili ters transkriptazlar (ART) olarak adlandırdığımız önceden karakterize edilmemiş bir enzim sistemini işaretlediğini fark ettik.

ART'nin birincil işlevini anlamak için çalışmamız devam ediyor. Ancak, Claude'un yeteneklerini göstermek ve daha geniş camiyi yaptığımız çalışmalar hakkında fikir vermek için bu bulguları erken paylaşmanın önemli olduğunu düşünüyoruz. Bunu daha ayrıntılı olarak tartışan bir ön baskı (burada) yayınladık.

Karrierlerini alışılmadık proteinleri keşfetmeye ayırmış ve DNA'yı sistematik olarak okumak, evrimini yorumlamak ve daha ileri karakterizasyon için biyolojik sistemleri seçmek için hesaplamalı yaklaşımlar kullanmada uzmanlaşmış bir bilim insanları ekibiyiz. Anthropic'e katılmadan önceki araştırmamız, CRISPR sistemlerinin evrimini ve düzenlemesini daha iyi anlamaya, yeni nesil hücre ve gen terapileri için yeni enzimler keşfetmeye ve DNA'da insan patojenik varyantları gibi anormalliklerin tanımlanmasını hızlandırmak için araçlar oluşturmaya yardımcı olmuştur. Biyoloji ve kimya alanında Claude'u eğitmek ve ilaç keşfi gibi çalışmaları içeren takımlarla birlikte Anthropic'in yaşam bilimleri kuruluşunun bir parçasıyız.

Bay Alanında bulunan laboratuvarımız, tipik bir moleküler biyoloji laboratuvarına benziyor. Yalnızca daha düşük biyogüvenlik risk seviyeleri (BSL-1 ve BSL-2) içeren araştırma yapıyoruz ve insanları enfekte edebilen patojenleri işlemiyoruz. Tüm laboratuvar çalışmaları insan bilim insanları tarafından gerçekleştirilir. Model Hardware Standard gibi girişimlerle laboratuvar çalışmasını hızlandırmak için yapay zekâ kullanmayı denemiş olsak da, bu yaklaşım moleküler biyoloji araştırmamızda yer alan ad hoc iş akışlarına daha az uygun.

İş akışlarımızın çoğu, Claude'un bilinmeyen işlevle ilişkili geniş DNA sekansları koleksiyonunda arama yapmasını içerir. Tipik bir desen, belirli bir protein ailesinin araştırılmasıyla başlar. Claude ilgili literatürü okur ve genel yöntemlerini kontrol etmek için genel verilerden oluşturulan sonuçları yeniden üretir. Daha sonra hiçbir tanımlanmış sistemin uygun olmadığı aile üyelerini veya genomik komşuları arar ve her aday için işlevini öneeren ve iddialarını destekleyen kanıtları açıklayan kısa, insan tarafından okunabilir bir rapor yazar. Sonraki analizlerde Claude kanıtları kritik olarak değerlendirir—tipik olarak çoğu aday bu aşamada ortadan kaldırılır. Bir araştırma, test etmeye değer tek bir adayla sonuçlanabilir veya hiçbiriyle sonuçlanabilir.

Bir aday incelememizi geçtiğinde, laboratuvarda test ederiz; proteini standart laboratuvar suşlarında eksprese ederiz ve biyokimyasal ve yapısal olarak karakterize ederiz, Claude verileri yorumlamada yardımcı olur. Çalışmamızı Claude Science ve Claude Code'da yapıyoruz—herhangi bir bilim insanının kullanabileceği aynı araçlar—ve bazen paralel olarak çalışan birçok Claude oturumunu koordine eden kendi tasarımımızı kullanırız.

Claude hipotezleri o kadar bol ürettiğinden, hipotezlerin kendileri bizim için araştırmanın bir nesnesi haline geldi. Tek bir kampanyadan yüzlerce ila binlerce aday raporla, test etmeye değer bulduğumuz teklifler ile ayırıp koyduğumuz teklifler arasında ne ayırım yaptığını sormaya başladık. Öğrendiklerimiz Claude'a verdiğimiz talimatların geri dönüşüne ve kendi bilimsel zevkimizi taklit etmesini öğretmemize gidiyor.

Geçen birkaç yılda, araştırmacılar çok daha fazla ters transkriptaz (RT) keşfettiler; çoğu bakteri içinde ve burada bağışıklık sisteminin bir parçası olarak çalışıyorlar. Neredeyse tüm RT aileleri genomik analiz veya genom madenciliği tarafından bulundu; bu araştırmacıların sekans veritabanlarında karakterize edilmemiş genleri aramasını, alışılmadık olanları fark etmesini ve ne yaptıklarını çalışmasını gerektirir.

Claude ajanları 200.000'den fazla RT topladı, 3.500 yeni aday sistem seçti ve insan tarafından okunabilir raporlar üretmek için analiz ettikleri en ikna edici 20 adaya daraltıldı. Uzman bir bilim insanı için bu tür analiz, haftalardan aylara kadar çalışma alabilir.

Araştırması sırasında Claude, alışılmadık bir RT ailesine dikkat çekti ve bunu daha ayrıntılı olarak incelememeye karar verdi. RT'nin yanında ham DNA sekansını taraırken, ajan şunları söyledi: "[RT'nin yanındaki DNA] muhteşem: gözle tandem tekrar dizisi görebilirim ... bu CRISPR benzeri ... tekrar dizisi mi?!"

*
*Bundan sonra, olası bir keşifle karşılaşan insan bir bilim insanının yaptığı gibi ilerledi. Tekrarları saydı ve aralıklarını ölçtü, düzeni bilinen RT sistemleriyle karşılaştırdı ve literatürü desenin herhangi bir önceki raporunun yayınlanmış olup olmadığını aradı. Kapsamlı bir analiz sonrasında, yeni bir biyolojik sistem bulduğuna ikna oldu ve insan tarafından incelenme için bir rapor sundu.

Bulduğu sistem olan ART, ağırlıklı olarak bakteriyofajlarda bulunur ve üç parçadan oluşur: RT, yanında bir ortak gen ve uzun bir eşit aralıklı DNA tekrar sekansları dizisi. Tekrar düzeni, CRISPR-Cas sistemlerini programlanabilir biyoteknoloji araçları yapan farklı RNA sekansları bankasını tutan CRISPR dizisine benzer. İlk deneyimlerimiz, ART dizisinin ayrı kısa RNA'lar seti olarak da ifade edildiğini gösteriyor ve bu sistem için benzer bir şeyler oyunda olabileceğini gösteriyor.

ART'nin nasıl çalıştığını belirlemek için daha fazla deney devam ediyor ve Claude'un biyolojik anormallikleri özerk olarak tespit edebileceğini ve analizleri biyolojik keşifleri başlatmak için kullanabileceğini göstermek için bu erken bulguları paylaşıyoruz.

Daha fazla ayrıntı için teknik raporumuzu (burada) bulabilirsiniz.

Umarız bu çalışma, yapay zeka tarafından yönlendirilen hipotez üretiminin daha geniş bilimsel topluluk için değerini gösterir ve bu yaklaşımı genomiklerde ve diğer alanlarda geniş bir yelpazede soruna genişletmek için diğer bilim insanları ile çalışmak isteriz. Araştırma sorusu için bir öneriniz varsa, sizden duymak istiyoruz.