Клод рассчитал за 64 часа и впервые сконструировал белок яда скорпиона, который был протестирован

Аннотация:

Последние достижения Клода полностью потрясли мир биологии и искусственного интеллекта. Сегодня компания Anthropic опубликовала исследование, в котором внутренняя исследовательская версия белка, разработанная Клодом, фактически захватила яд скорпиона в пробирке!

318 484 дизайна белков за 64 часа. 211 человек были отправлены в лабораторию, а 17 прошли комбинированный тест.

Открывая технический отчет, первым автором в списке является

Claude Science

Он разрабатывает белки, а также анализирует данные, строит графики и составляет отчеты под наблюдением человека.

Более того, все 211 планов испытаний вместе с экспериментальными данными были обнародованы.

Шокирует то, что человеком, совершившим это «чудо», на самом деле была группа «непрофессионалов», занимающихся финансами — Citrini Research.

Пять аналитиков, трое из которых вообще не имеют научного образования, ведут Клода в глубинку открытия лекарств с помощью ИИ.

В тот же день OpenAI также занялась биомедициной и купила Orchestra Bio, чтобы помочь ученым-людям управлять разработкой лекарств.

Эти две компании боролись на всем пути от математики до физики, и теперь поле битвы перешло к наукам о жизни.

Бюджет 200 000 долларов США

Пять «мирян» бросают вызов яду скорпиона

Это исследование началось как трансграничная попытка Citrini Research, инвестиционного исследовательского учреждения.

Читрини хотел изучить инвестиционные возможности в области наук о жизни и, как обычно, обратился к экспертам. В результате суждения, которые я слышал, варьировались от «ИИ вообще не может создавать важные лекарства» до «излечить все болезни в течение пяти лет».

Мнения у экспертов были разные, и они просто решили попробовать сами.

В этой команде из пяти человек трое из них вообще не имеют научного образования. Двое других имеют соответствующий опыт и не являются старшими разработчиками лекарств.

Они подготовили бюджет в 200 000 долларов для этой попытки, обратились к Anthropic и использовали собственные исследовательские модели с помощью команды медико-биологических наук.

Но настоящая проблема заключается в том, какую медицинскую проблему следует выбрать в качестве цели исследования при ограниченном бюджете и времени?

Команда наконец выбрала «Яд скорпиона».

По оценкам, ежегодно во всем мире скорпионы жалят более 1,2 миллиона человек и более 3250 человек умирают. Дети особенно уязвимы к серьезным травмам.

Многие пациенты проживают в районах с ограниченными медицинскими ресурсами. Исследования и разработка новых методов лечения стоят дорого, но коммерческая отдача ограничена. Этой проблемой уже давно является отсутствие инвестиций.

Существующие противоядия обычно основаны на антителах, вырабатываемых животными. Читрини продемонстрировал один из традиционных подходов: собрать яд скорпионов, иммунизировать лошадей контролируемой дозой, а затем извлечь и очистить антитела из плазмы лошади.

На этот раз они хотят попытаться создать с помощью компьютера небольшой белок, похожий на специально изготовленный клип, для улавливания нейротоксина из яда скорпиона.

Команде необходимо сначала подтвердить, могут ли эти белки связываться с токсином, а затем дополнительно проверить, могут ли они нейтрализовать токсин. Они выбрали пять целей для этих «молекулярных клипов»: яд скорпиона из Мексики, Бразилии, Северной Африки и Ближнего Востока.

Впоследствии у людей возникла еще одна сложная проблема: может ли один и тот же белок захватывать несколько токсинов одновременно?

Клод сначала напомнил им, что если они захотят использовать одну молекулу для поглощения всех пяти токсинов, вероятность неудачи высока.

Команда все же хотела рискнуть и включила в миссию задачу одновременного объединения нескольких токсинов.

Картинка в картинке

Пауза

Текущее время 0:10

/

Продолжительность 1:00

Полноэкранный режим

Отключить звук

Автовоспроизведение

Было отправлено более 300 агентов

Разработайте 318 000 планов за 64 часа

Прежде чем приступить к фактическому расчету, команда должна сначала превратить «попытку» в задачу с четкими и выполнимыми целями.

Читрини и команда Anthropic неоднократно использовали Клода для его доработки, и первоначальное приглашение становилось все длиннее и длиннее и в конце концов достигло

около 35 страниц

После этого Клод взял на себя большую часть вычислительной работы.

За первую ночь было запущено более 300 субагентов и использовано более 300 одновременных графических процессоров. Поиск литературы, настройка инструментов, прогнозирование, отбор кандидатов, пакеты задач выполняются на компьютере.

Эта внутренняя модель работает в среде Claude Science и использует 12 профессиональных инструментов проектирования. Участники могут обсуждать направления исследований и спрашивать причины своего выбора, не пользуясь каждым набором программного обеспечения.

Помимо расчетов, есть еще один очень практический вопрос: сможет ли поставщик изготовить спроектированный белок?

Итак, с разрешения и под контролем других, Клод составил и отправил электронное письмо ученому, отвечающему за закупки в Twist Bioscience, с вопросом о возможности производства нескольких типов сложных белков.

Клод временно остановил соответствующие этапы проектирования и ждал, пока Twist подтвердит производственные требования.

После того, как люди ушли, наконец пришел ответ. Клод принял во внимание производственные ограничения и приступил к разработке дизайна.

От запроса о производственных требованиях поставщика до продолжения проектирования на основе ответа Клод также подключил работу, которая требовала ожидания и общения.

За 64 часа Клод создал более 318 000 дизайнов и отсеял 180. С его помощью люди добавили еще 31 и, наконец, собрали 211 кандидатов для тестирования.

Один из самых сильных кандидатов, Cn2-B1, не был выбран Клодом до третьего последующего опроса команды.

На этом этапе разработки ядра люди отправили первоначальное приглашение и четыре последующих запроса; включая пред- и пост-обсуждения, обзоры и экспериментальные мероприятия, Читрини записал 367 сообщений.

Этот раунд вычислений занял около 10 000 часов графического процессора. По словам Цитрини, стоимость вычислительной мощности составляет 49 997 долларов.

Дизайн уже на экране. Затем команда попросит лабораторию проверить, на что были рассчитаны почти 50 000 долларов США.

17 белков прошли фактическое испытание, а молекула козыря близка к природным антителам

Чтобы превратить белковую последовательность на экране в настоящую молекулу в пробирке, команде также приходится платить за синтез, производство и тестирование.

Citrini опубликовала скриншот напоминания о возвратном платеже от Twist Bioscience на сумму 71 740 долларов США.

Член команды разместил это в чате, что примерно означает: Кажется, Twist начал работу, хаха.

Однако эти белки-кандидаты необходимо создать, очистить и измерить. Два экспериментальных учреждения, Adaptyv Bio и Twist Bioscience, отвечают за производство и тестирование соответственно.

Окончательные результаты показали, что

17 дизайнов соответствуют обязательным критериям, установленным командой, и охватывают четыре из пяти целевых токсинов.

Среди квалифицированных кандидатов 7 — для мексиканского токсина Cn2, 4 — для североафриканских токсинов AaH II и AaH I и 2 — для ближневосточного токсина LqhIII. Ни одна из разработок бразильского токсина Ц1 не достигла окончательного стандарта.

Что касается «единого плана, подходящего всем», на котором люди настаивают, то холодная вода, которую Клод налил заранее, сбылась.

Ни один из 151 дизайнов с несколькими токсинами не соответствует критериям одновременного объединения нескольких токсинов. Шесть из них все же соответствовали стандарту по одному токсину и вошли в окончательный список из 17.

Команде нужен ключ, который сможет открыть несколько замков. Эксперименты доказали, что пока у них есть специальные ключи.

Самый сильный кандидат хватает яд скорпиона, и появляются ключи к его детоксикации

Среди 17 квалифицированных кандидатов производительность Cn2-B1 особенно привлекательна.

В окне наблюдения эксперимента он отделялся от целевого токсина очень медленно. Эта сильная комбинация делает его одним из наиболее достойных кандидатов для дальнейших исследований.

Однако тот факт, что белок прочно связывается с токсинами, не означает, что он может предотвратить повреждение клеток токсинами. Также имеет решающее значение то, с какой частью токсина связывается белок.

Нейротоксины, содержащиеся в яде скорпиона, воздействуют на натриевые каналы в нервных клетках и нарушают электрические сигналы. В исследованиях на мышах было показано, что фрагмент антитела под названием LR нейтрализует Cn2.

Исследователи сначала позволяют LR оккупировать токсин, а затем смотрят, можно ли еще прикрепить разработанный ИИ белок.

Когда LR предварительно захватывает токсин, связывание белка, созданного AI, с токсином значительно ингибируется. Это предполагает, что они могут конкурировать за одни и те же или соседние позиции связывания.

Другими словами, сконструированный Клодом белок, вероятно, захватил участок, имеющий возможность блокировать действие токсина.

Это важный ключ к детоксикации.

Однако способность этих белков-кандидатов защищать клетки и животных еще не подтверждена экспериментально; в текущих тестах на связывание также используются рекомбинантные токсины, приготовленные в лаборатории.

Раскрыты все 211 конструкций, следующий уровень направлен на детоксикацию

Теперь Anthropic поместила все 211 представленных проектов, предсказанных структур и экспериментальных данных Hugging Face под лицензию CC BY 4.0.

Исследователи, которые вступают во владение, могут проверять расчетные прогнозы и фактические результаты измерений один за другим, переходить от наиболее эффективных кандидатов и находить проблемы в некачественных проектах.

На следующем этапе исследования у нас уже есть отправная точка, которую можно просмотреть и проверить.

Во многих районах, где сконцентрированы травмы, вызванные скорпионами, не хватает медицинских ресурсов, и трудно получить достаточную коммерческую прибыль от исследований и разработок новых лекарств. Тем, кто больше всего нуждается в лечении, зачастую труднее всего привлечь устойчивые инвестиции в исследования и разработки.

Прорыв, к которому стоит стремиться в исследованиях искусственного интеллекта, заключается в том, чтобы позволить большему количеству исследователей взяться за решение этих давно забытых проблем.

Они могут отправлять в лабораторию больше образцов и проводить серии экспериментов, чтобы найти действительно эффективные и доступные методы лечения.

Сегодня в глубинах пустыни пустила корни настоящая технологическая революция: помощь этим беспомощным детям, укушенным скорпионами в нищете и желтом песке, больше не будет гибнуть в будущем, потому что они не могут позволить себе заоблачную цену на сыворотку.

В этом самый величественный и трогательный смысл рождения АСИ в этом мире.

Справочные материалы:

https://www.anthropic.com/research/claude-scorpion-toxin-binder-design

https://www-cdn.anthropic.com/31ac578806cffd8b3d92d8affe6edc4c04d502e1.pdf