Claude 開始自主設計新蛋白質,效率超越人類專家數十倍

AnthropicClaude蛋白質設計科研自動化人工智慧
1 小時前來源: blockweeks.com
Claude 開始自主設計新蛋白質,效率超越人類專家數十倍

Anthropic 讓 Claude 自己設計蛋白質,15 個靶標命中 14 個——這個成績讓內行研究者驚訝。

8 月 18 日,Anthropic 公布了一項實驗結果:Claude(Mythos Preview 和 Opus 4.8)自主完成了一整套蛋白質設計流程。

蛋白質設計

給它 15 個蛋白質靶標,讓它自己設計能結合上去的新蛋白質,14 個靶標成功。

1320 個設計中 354 個經兩家獨立實驗室驗證有效,總成功率 26.8%。

這個領域的行業平均是 10%–15%。

蛋白質結合劑是很多藥物起效的基礎:先設計一個分子能抓住靶標蛋白,後面才有可能做成藥。

這個設計過程通常需要蛋白質工程師數週的計算、優化和篩選。

從 AlphaFold 到 Claude預測蛋白質和設計蛋白質是兩件事

2020 年 AlphaFold 做的事:給定一段蛋白質序列,預測它摺疊成什麼形狀。

輸入已知,輸出是預測。

它是專門訓練的蛋白質模型,做一件事做到極致。

而 Claude 這次做的事不同。

它拿到的只有靶標蛋白的名字,任務是從零設計一個全新蛋白質去結合它。

輸入是名字,輸出是新蛋白質。

一個是看圖說話,一個是命題作文。

Claude 用的工具全是現成的——RFdiffusion、ProteinMPNN、ESMFold2,這些蛋白質設計和結構預測的開源模型早已存在,任何實驗室都能下載。

Claude 沒有發明新工具,它做的是編排:研究團隊寫了一份約 1.6 萬詞的提示詞,把蛋白質工程師的工作知識編進去,包括實驗各階段、每階段可用的工具和篩選標準。

這份提示詞不指定從蛋白質哪個面下手,不指定用哪種生成方法,不預設任何序列。

丟給 Claude,給一個雲伺服器帳戶,讓它跑。

多靶標模式下 48 小時一個 Session 同時處理 14 個靶標,單靶標模式下每個靶標 24 小時。

人類操作員只做了三件事:批准網路訪問、監控基礎設施、把 Claude 排好序的設計送去兩家獨立實驗室(Adaptyv Bio 和 Twist Bioscience)合成和檢測——沒有人介入任何設計決策。

Claude 自己選靶點、選表位、裝工具、跑模型、篩選優化、排序交付,最終呼叫了 10 種結構生成方法,拼出 24 種工具組合。

蛋白質設計

結果

蛋白質設計領域目前的平均成功率是 10%–15%。

Claude 在不同模式下跑出 22%–35%,是行業均值的兩到三倍。

蛋白質設計

https://x.com/AnthropicAI/status/2089842389682954621

如果只看 Claude 自己排名最高的那個設計,命中率是 49%:每兩個靶標,排第一的設計就有一個直接能用。

幾個靶標的結果值得單獨說。

Adaptyv Bio 之前針對一個叫 RBX1 的蛋白辦過公開設計競賽,全球參賽者提交 245 個設計,只有 9 個成功。

Claude 在同一個靶標上提交 90 個設計,28 個成功,最佳設計抓靶標的緊密程度是競賽冠軍的十倍。

TNFα 是個更難的靶標——全球最暢銷藥物之一 Humira 就靠結合這個蛋白起效,但多個專家團隊此前嘗試從頭設計結合劑,全部失敗。

Opus 4.8 產出了 12 個有效設計,部分還能跨物種同時結合人、猴、鼠的 TNFα。

也有翻車:一種叫 MBP 的蛋白上,90 個設計全軍覆沒。

分析化學方向也有類似訊號。

給 Claude Opus 5 一份核磁共振儀器的原始數據和一句話指令,23 分鐘出結果,和實驗室化學家半小時到一小時的手工分析結論一致。

兩個實驗方向不同,訊號一致:Claude 這個通用模型在需要專家數週完成的科研任務中,在 24 到 48 小時內(多靶標模式 48 小時,單靶標模式 24 小時)自主跑出了經實驗室驗證的專家級結果。

短短六年,天翻地覆

結合劑距離藥物還很遠,中間隔著毒理、臨床試驗等環節,每步都要數年。

所有結構都是計算預測,未經實驗結構驗證。

Claude 用的全是開源工具,Anthropic 已把提示詞、數據和全部 1440 個設計模型開源在 HuggingFace 上,任何實驗室都可以複現。

蛋白質設計

https://huggingface.co/datasets/Anthropic/claude-protein-binder-design/tree/main

這類自主科研能力同時有雙重用途的風險,Anthropic 在公開版 Claude 中封鎖了蛋白質設計等生物能力。

從 AlphaFold 預測蛋白質結構到 Claude 自主設計蛋白質,僅僅過去了六年。

參考資料:

https://www.anthropic.com/research/Claude-accelerates-protein-design 

https://www-cdn.anthropic.com/30bf50e22a01388bb29bf077ee3f244531594b7a.pdf 

本文來自微信公眾號「新智元」,作者:ASI啟示錄