跳到正文
原文
北京智源研究院· 新智元·· 17 天前精选AI 评分86

Claude设计抗蝎毒蛋白

刚刚,Claude首次设计出抗蝎毒蛋白!狂算64小时,已过实测

AI 摘要

一支由金融分析师组成的团队使用AI工具Claude,在64小时内设计了31.8万个蛋白,最终筛选出211个送入实验室测试,其中17个成功结合蝎毒,为开发新型抗毒药物提供了重要线索,这一成果展示了AI在生物医药领域的潜力。

正文 · 中文整理稿

新智元报道 Claude最新成果,在生物和AI圈彻底刷屏了。 今天,Anthropic公开一份研究中,内部研究版Claude设计的蛋白,真的在试管里抓住了蝎毒! 64小时,318,484个蛋白设计。 211个送进实验室,17个闯过结合测试。 翻开技术报告,作者名单排在第一位的,赫然是Claude Science。 它负责设计蛋白,还在人类监督下分析数据、绘图、起草报告。 而且,全部211个送测方案,连同实验数据,已经公开。

令人震惊的是,完成这项‘神迹’的竟是一群搞金融的‘门外汉’——Citrini Research。 五个分析师,其中三位完全没有科学背景,带着Claude,攻入了AI药物发现的腹地。 同一天,OpenAI也杀向了生物医药,反手就买下Orchestra Bio,要帮人类科学家管理药物开发。 这两家,从数学一路死磕到物理,如今战场又换到了生命科学。 20万美元预算五个‘门外汉’挑战蝎毒。 这场研究,起于投资研究机构Citrini Research的一次跨界尝试。 Citrini想研究生命科学领域的投资机会,照例去找专家。

结果,听到的判断从‘AI根本造不出重要药物’,一路分裂到‘五年内治愈所有疾病’。 专家各执一词,他们干脆决定自己试一把。 这支五人小队里,三人完全没有科学背景,另外两人有一点相关经验,也都算不上资深药物研发人员。 他们为这次尝试准备了20万美元预算,找上Anthropic,在生命科学团队的帮助下使用内部研究模型。 但真正的难题是,在有限的预算和时间里,究竟该选择哪个医疗问题作为研究目标? 团队最后选中了蝎毒。 根据估计,全球每年超过120万人被蝎子蜇伤,超过3250人死亡,儿童尤其容易受到严重伤害。

不少患者身处医疗资源匮乏的地区。 新疗法研发昂贵,商业回报却有限,这个问题长期缺少投入。 现有抗毒血清通常依赖动物产生的抗体。 Citrini展示了其中一种传统路径:从蝎子身上采集毒液,用受控剂量对马进行免疫,再从马的血浆中提取、纯化抗体。 这一次,他们想试着从计算机里设计出一种小蛋白,像量身定做的夹子,抓住蝎毒中的神经毒素。 团队需要先确认这些蛋白能否结合毒素,再进一步检验它们能否让毒素失效。 他们为这些‘分子夹子’选了五种目标,分别来自墨西哥、巴西、北非和中东的蝎毒。

随后,人类又加了一道难题:能不能让同一个蛋白,同时抓住多种毒素? Claude先提醒他们,想用一个分子通吃五种毒素,失败的可能性很大。 团队还是想赌一把,把同时结合多种毒素的目标写进了任务。 300多个Agent出动,64小时设计31.8万方案。 真正启动计算前,团队得先把‘试试’变成一份目标明确、能够执行的任务。 Citrini与Anthropic团队借助Claude反复打磨,初始提示越写越长,最后到了约35页。 研究什么、限制在哪里、怎样判断候选值不值得送测,都写进去了。

之后,Claude接手了大部分计算工作。 在首个通宵里,它启动了300多个子Agent,使用超过300块并发GPU。 查文献、调工具、跑预测、筛候选,一批批任务在电脑里展开。 这套内部模型运行在Claude Science环境中,调用了12种专业设计工具。 参与者可以讨论研究方向、追问选择的理由,不必亲手操作每一套软件。 计算之外,还有一件很现实的事:设计出来的蛋白,供应商到底能不能做?

于是,在人的授权和监督下,Claude给Twist Bioscience负责采购的科学家起草并发出邮件,询问几类复杂蛋白的制造可行性。 Claude暂时停下了相关设计分支,等待Twist确认制造要求。 人类离开后,回信终于到了。 Claude把制造约束纳入考虑,继续推进设计。 从询问供应商的制造要求,到根据回信继续设计,这段需要等待和沟通的工作,也由Claude衔接了起来。 64小时过去,Claude生成了31.8万多个设计,筛出180个。 人类又在它的帮助下补入31个,最终凑齐211个送测候选。

最强候选之一Cn2-B1,直到团队第三次跟进后才被Claude选中。 这轮核心设计,人类发出了一条初始提示和四次跟进; 加上前后讨论、审核和实验安排,Citrini记录的交流量是367条消息。 这轮计算用了约1万GPU小时。 按Citrini披露,算力花费是49,997美元。 设计已经摆在屏幕上。 接下来,团队要让实验室检验,这近5万美元究竟算出了什么。 17个蛋白闯过实测,王牌分子逼近天然抗体。 为了把屏幕上的蛋白序列变成试管里的真实分子,团队还得支付合成、生产和测试的费用。

Citrini公开了一张来自Twist Bioscience的扣款提醒截图,金额是71,740美元。 团队成员把它贴进聊天里,意思大致是:看来Twist已经开工了,哈哈。 不过,这些候选蛋白需要被制造出来、纯化,再接受测量。 Adaptyv Bio和Twist Bioscience两家实验机构分别承担了生产与测试。 最终结果显示,17个设计达到团队设定的结合标准,覆盖五种目标毒素中的四种。 达标候选中,针对墨西哥毒素Cn2的有7个,针对北非毒素AaH II和AaH I的各有4个,针对中东毒素LqhIII的有2个。

而针对巴西毒素Ts1的设计,没有一个达到最终标准。 至于人类执意想试的‘通吃计划’,Claude提前泼的那盆冷水应验了。 151个多毒素设计,没有一个达到同时结合多种毒素的标准。 其中6个仍对单一毒素达标,进入了最终的17个名单。 团队想要一把能开多道锁的钥匙,实验证明,目前拿到的仍是一把把专用钥匙。 最强候选紧抓蝎毒,解毒线索浮现。 在17个达标候选中,Cn2-B1的表现尤其抢眼。 在实验的观测窗口里,它与目标毒素分开得非常慢。 这种牢固的结合,让它成了最值得继续研究的候选之一。

不过,蛋白与毒素结合得牢固,并不意味着它就能阻止毒素伤害细胞。 蛋白究竟结合在毒素的哪个部位,同样关键。 蝎毒中的这类神经毒素会干扰神经细胞的钠通道,搅乱电信号。 一种叫LR的抗体片段,已经在小鼠研究中显示出中和Cn2的作用。 研究人员让LR先占住毒素,再看AI设计的蛋白还能不能贴上去。 当LR预先占据毒素后,AI设计的蛋白与毒素的结合明显受到抑制。 这提示两者可能在争夺相同或相邻的结合位置。 也就是说,Claude设计的蛋白,很可能抓到了一个有机会阻断毒素作用的部位。 这是通往解毒的一条重要线索。

不过,这些候选蛋白能否保护细胞、保护动物,还没有经过实验确认; 目前的结合测试使用的也是实验室制备的重组毒素。 211个设计全公开,下一关直指解毒。 现在,Anthropic已经把全部211个送测设计、预测结构和实验数据,以CC BY 4.0许可放上了Hugging Face。 接手的研究者可以逐一核对计算预测和实测结果,从表现最好的候选继续推进,也能从未达标的设计里寻找问题。 下一轮攻关,已经有了可以复查、可以继续验证的起点。 蝎伤集中发生的许多地区,医疗资源匮乏,新药研发又难以获得足够的商业回报。

最急需治疗的人,往往最难吸引持续的研发投入。 AI科研值得争取的突破,是让更多研究者有能力接手这些长期被忽视的问题。 他们可以把更多设计送进实验室,再用一轮轮实验找出真正有效、负担得起的治疗方法。 如今,真正的技术革命已经在荒漠的深处生根发芽:让那些在贫困和黄沙中被毒蝎蜇伤的无助孩童,未来不再因为买不起天价血清而失去生命。 这,才是ASI诞生在这个世界上,最壮丽、也最动人的意义。

来源:北京智源研究院 · hub.baai.ac.cn

00