Claude спроєктував 17 білків проти отрути скорпіонів

Anthropic показала один із найнаочніших прикладів того, як ШІ-модель від початку до кінця проводить справжню лабораторну роботу. У дослідницькому пості у вівторок компанія розповіла, що внутрішня модель Claude спроєктувала невеликі білки, які чіпляються за нейротоксини скорпіонів, а незалежні лабораторії підтвердили, що 17 із них справді зв'язуються. Пояснюємо, що це означає — і чого не означає.

Що таке білок-біндер і до чого тут скорпіони

Біндер — молекула, яка міцно прикріплюється до однієї конкретної мішені. Природний приклад — антитіла. Якщо невеликий спроєктований білок (мінібіндер) захопить ту частину токсину, що атакує нервові клітини, токсин теоретично не зможе зашкодити.

Укуси скорпіонів — показовий випадок. Anthropic наводить понад 1,2 млн ужалень і понад 3250 смертей на рік, переважно дітей у регіонах зі слабкою медициною. Сучасні антидоти виготовляють, імунізуючи коней отрутою, яку збирають із тисяч скорпіонів. Це триває місяцями, діє лише на кілька токсинів і часто дорого або дефіцитно. Грошей у цій галузі мало, тож отруєння скорпіонами вважають «забутою» тропічною хворобою.

Що саме зробив Claude

Проєкт організували разом із Citrini Research. Модель працювала в Claude Science з одного запиту та чотирьох уточнень протягом 64 годин, здебільшого самостійно:

• обрала структури токсинів із Protein Data Bank і бази AlphaFold та по п'ять «гарячих точок» на кожному;
• націлилася на п'ять токсинів із Мексики (Cn2), Бразилії (Ts1), Північної Африки (AaH I, AaH II) та Близького Сходу (LqhIII);
• за допомогою 12 інструментів згенерувала 318 484 дизайни, перевірила 553 052 пари «дизайн — токсин» і відібрала 180; дослідники додали ще 31 — разом 211;
• обчислення зайняли близько 10 000 GPU-годин. За словами Anthropic, спрощена схема на одному GPU за 24 години дає порівнянні результати в комп'ютерному моделюванні.

Що показали лабораторії

Adaptyv Bio і Twist Bioscience синтезували білки двома різними способами й вимірювали зв'язування методом поверхневого плазмонного резонансу. Щоб зарахувати дизайн, він мав зв'язуватися в кожному повторі в обох лабораторіях — з константою 1 мкМ або сильніше — і не «липнути» до стороннього людського білка.

• Пройшли 17 дизайнів: сім проти Cn2, по чотири проти AaH I і AaH II та два проти LqhIII. Проти Ts1 не спрацював жоден.
• Серед дизайнів під один токсин частка вдалих — 18%, що, за Anthropic, типово для білкового дизайну.
• Двоє найкращих, Cn2-B1 і Cn2-B2, зв'язувалися з наномолярною силою й, схоже, займають те саме місце, що й LR — антитіло, яке, за даними досліджень, нейтралізує Cn2 у мишей.
• Усі мультитоксинні дизайни не змогли зв'язати більш ніж один токсин.

Чому це (поки) не антидот

Anthropic говорить прямо: зв'язування показали лише з токсинами, синтезованими в лабораторії. Тестів на клітинах і на тваринах не було, тож невідомо, чи нейтралізують ці білки отруту. Перетворити біндер на безпечні й доступні ліки — найскладніше, наголошують зовнішні рецензенти Сусана Васкес Торрес (CNIO) і Тімоті Дженкінс (DTU).

Утім, це помітний крок у перетворенні ШІ-моделей на дослідницькі інструменти — поряд із такими проєктами, як відкритий TorchNeuron від AWS. Хочете запускати моделі самі — почніть із нашого гіда ноутбук для локального ШІ і пояснення, скільки потрібно оперативної пам'яті.