Claude hat 64 Stunden lang gerechnet und zum ersten Mal das Anti-Skorpiongift-Protein entworfen, das getestet wurde

Zusammenfassung:

Claudes neueste Errungenschaften haben die Welt der Biologie und KI völlig umgehauen. Heute veröffentlichte Anthropic eine Studie, in der die interne Forschungsversion eines von Claude entworfenen Proteins tatsächlich Skorpiongift in einem Reagenzglas einfing!

318.484 Proteindesigns in 64 Stunden. 211 wurden ins Labor geschickt und 17 bestanden den Kombinationstest.

Beim Öffnen des technischen Berichts ist der erste Autor auf der Liste

Claude Science

Es entwirft Proteine ​​und analysiert unter menschlicher Aufsicht auch Daten, Diagramme und entwirft Berichte.

Darüber hinaus wurden alle 211 Testpläne zusammen mit den experimentellen Daten veröffentlicht.

Was schockierend ist, ist, dass die Person, die dieses „Wunder“ vollbrachte, tatsächlich eine Gruppe von „Laien“ war, die sich mit Finanzen beschäftigten – Citrini Research.

Fünf Analysten, von denen drei überhaupt keinen wissenschaftlichen Hintergrund haben, führen Claude in das Hinterland der KI-Wirkstoffentwicklung.

Am selben Tag stieg OpenAI auch in die Biomedizin ein und kaufte Orchestra Bio, um Humanwissenschaftler bei der Verwaltung der Arzneimittelentwicklung zu unterstützen.

Diese beiden Unternehmen haben von der Mathematik bis zur Physik gekämpft, und nun hat sich das Schlachtfeld auf die Biowissenschaften verlagert.

200.000-Dollar-Budget

Fünf „Laien“ fordern Skorpiongift heraus

Diese Forschung begann als grenzüberschreitender Versuch von Citrini Research, einem Investment-Research-Institut.

Citrini wollte Investitionsmöglichkeiten im Bereich Life Sciences recherchieren und wandte sich wie üblich an Experten. Infolgedessen reichten die Urteile, die ich hörte, von „KI kann überhaupt keine wichtigen Medikamente herstellen“ bis hin zu „Heilung aller Krankheiten innerhalb von fünf Jahren“.

Experten waren unterschiedlicher Meinung und beschlossen, es einfach selbst zu versuchen.

In diesem fünfköpfigen Team haben drei von ihnen überhaupt keinen wissenschaftlichen Hintergrund. Die anderen beiden verfügen über einschlägige Erfahrung und sind keine erfahrenen Arzneimittelentwickler.

Sie bereiteten ein Budget von 200.000 US-Dollar für den Versuch vor, wandten sich an Anthropic und verwendeten mit Hilfe des Life-Sciences-Teams interne Forschungsmodelle.

Aber das eigentliche Problem besteht darin, welches medizinische Problem angesichts des begrenzten Budgets und der begrenzten Zeit als Forschungsziel ausgewählt werden sollte?

Das Team hat sich schließlich für Scorpion Venom entschieden.

Schätzungen zufolge werden jedes Jahr weltweit mehr als 1,2 Millionen Menschen von Skorpionen gestochen, und mehr als 3.250 Menschen sterben daran. Kinder sind besonders anfällig für schwere Verletzungen.

Viele Patienten leben in Gebieten mit begrenzten medizinischen Ressourcen. Die Forschung und Entwicklung neuer Behandlungsmethoden ist teuer, die kommerziellen Erträge sind jedoch begrenzt. Dieses Problem besteht seit langem in mangelnden Investitionen.

Bestehende Gegengifte beruhen in der Regel auf von Tieren produzierten Antikörpern. Citrini demonstrierte einen der traditionellen Ansätze: Gift von Skorpionen sammeln, Pferde mit einer kontrollierten Dosis immunisieren und dann die Antikörper aus dem Plasma des Pferdes extrahieren und reinigen.

Dieses Mal wollen sie versuchen, ein kleines Protein aus dem Computer zu entwerfen, wie einen maßgeschneiderten Clip, um das Neurotoxin im Skorpiongift einzufangen.

Das Team muss zunächst bestätigen, ob diese Proteine ​​an das Toxin binden können, und dann weiter testen, ob sie das Toxin deaktivieren können. Sie wählten fünf Ziele für diese „molekularen Clips“ aus: Skorpiongift aus Mexiko, Brasilien, Nordafrika und dem Nahen Osten.

Anschließend fügte der Mensch ein weiteres schwieriges Problem hinzu: Kann dasselbe Protein mehrere Giftstoffe gleichzeitig einfangen?

Claude erinnerte sie zunächst daran, dass die Wahrscheinlichkeit eines Misserfolgs hoch ist, wenn sie ein Molekül zur Absorption aller fünf Toxine verwenden wollen.

Das Team wollte trotzdem ein Risiko eingehen und nahm das Ziel in die Mission auf, mehrere Giftstoffe gleichzeitig zu kombinieren.

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Mehr als 300 Agenten wurden entsandt

Entwerfen Sie 318.000 Pläne in 64 Stunden

Bevor es mit der eigentlichen Berechnung beginnt, muss das Team zunächst aus dem „Versuch“ eine Aufgabe mit klaren Zielen und umsetzbaren Zielen machen.

Citrini und das Anthropic-Team nutzten Claude, um es wiederholt zu verfeinern, und die anfängliche Aufforderung wurde immer länger und erreichte schließlich

ungefähr 35 Seiten

Danach übernahm Claude den Großteil der Computerarbeit.

In der ersten Nacht wurden mehr als 300 Subagenten gestartet und mehr als 300 GPUs gleichzeitig verwendet. Das Durchsuchen von Literatur, das Anpassen von Tools, das Durchführen von Vorhersagen, das Screening von Kandidaten und viele Aufgaben werden am Computer ausgeführt.

Dieses interne Modell läuft in der Claude Science-Umgebung und nutzt 12 professionelle Design-Tools. Die Teilnehmer können Forschungsrichtungen diskutieren und nach Gründen für ihre Entscheidungen fragen, ohne jede Software einzeln bedienen zu müssen.

Neben den Berechnungen gibt es noch eine weitere sehr praktische Frage: Kann der Lieferant das entworfene Protein herstellen?

Also verfasste Claude mit der Genehmigung und Aufsicht anderer eine E-Mail und schickte sie an den für die Beschaffung bei Twist Bioscience zuständigen Wissenschaftler, in der er nach der Machbarkeit der Herstellung mehrerer Arten komplexer Proteine ​​fragte.

Claude stoppte vorübergehend die relevanten Designzweige und wartete darauf, dass Twist die Fertigungsanforderungen bestätigte.

Nachdem die Menschen gegangen waren, kam endlich die Antwort. Claude berücksichtigte die Herstellungsbeschränkungen und entwickelte den Entwurf weiter.

Von der Anfrage nach den Fertigungsanforderungen des Lieferanten bis hin zur Fortsetzung des Entwurfs auf der Grundlage der Antwort hat Claude auch die Arbeit verbunden, die Warten und Kommunikation erforderte.

Nach 64 Stunden generierte Claude mehr als 318.000 Designs und selektierte 180. Mit seiner Hilfe fügten Menschen 31 weitere hinzu und sammelten schließlich 211 Kandidaten zum Testen.

Einer der stärksten Kandidaten, Cn2-B1, wurde von Claude erst bei der dritten Nachuntersuchung des Teams ausgewählt.

In dieser Runde des Kerndesigns sendeten Menschen eine erste Eingabeaufforderung und vier Folgenachrichten. Einschließlich Vor- und Nachgesprächen, Rezensionen und Versuchsanordnungen zeichnete Citrini 367 Nachrichten auf.

Diese Berechnungsrunde dauerte etwa 10.000 GPU-Stunden. Laut Citrini belaufen sich die Kosten für die Rechenleistung auf 49.997 US-Dollar.

Das Design ist bereits auf dem Bildschirm. Als nächstes wird das Team das Labor bitten, zu testen, woraus sich die knapp 50.000 US-Dollar errechnet haben.

17 Proteine ​​haben den eigentlichen Test bestanden und das Trumpfmolekül ähnelt natürlichen Antikörpern

Um die Proteinsequenz auf dem Bildschirm in ein echtes Molekül im Reagenzglas zu verwandeln, muss das Team auch für Synthese, Produktion und Tests aufkommen.

Citrini veröffentlichte einen Screenshot einer Rückbuchungserinnerung von Twist Bioscience mit einem Betrag von 71.740 US-Dollar.

Das Teammitglied hat es im Chat gepostet, was ungefähr bedeutet: Es scheint, dass Twist mit der Arbeit begonnen hat, haha.

Diese Kandidatenproteine ​​müssen jedoch hergestellt, gereinigt und gemessen werden. Zwei experimentelle Institutionen, Adaptyv Bio und Twist Bioscience, sind für die Produktion bzw. Prüfung verantwortlich.

Die Endergebnisse zeigten, dass

17 Designs die vom Team festgelegten verbindlichen Kriterien erfüllten und vier der fünf Zieltoxine abdeckten.

Unter den qualifizierten Kandidaten befinden sich 7 für das mexikanische Toxin Cn2, 4 für die nordafrikanischen Toxine AaH II und AaH I und 2 für das mittelöstliche Toxin LqhIII. Keines der Designs für das brasilianische Toxin Ts1 erreichte den endgültigen Standard.

Was den „Einheitsplan“, den die Menschen unbedingt ausprobieren wollen, betrifft, so wurde das kalte Wasser, das Claude im Voraus einschenkte, wahr.

Keines der 151 Multitoxin-Designs erfüllt die Kriterien für die gleichzeitige Kombination mehrerer Toxine. Sechs von ihnen erfüllten immer noch den Standard für ein einzelnes Toxin und landeten in der endgültigen Liste von 17.

Das Team möchte einen Schlüssel, der mehrere Schlösser öffnen kann. Experimente haben gezeigt, dass es sich bisher immer noch um Sonderschlüssel handelt.

Der stärkste Kandidat ergreift das Skorpiongift und es tauchen Hinweise auf seine Entgiftung auf

Unter den 17 qualifizierten Kandidaten ist die Leistung von Cn2-B1 besonders auffällig.

Im Beobachtungsfenster des Experiments trennte es sich sehr langsam vom Zieltoxin. Diese starke Kombination macht es zu einem der würdigsten Kandidaten für die weitere Forschung.

Nur weil ein Protein stark an Toxine bindet, bedeutet das jedoch nicht, dass es verhindern kann, dass Toxine Zellen schädigen. Entscheidend ist auch, an welchen Teil des Toxins das Protein bindet.

Die Neurotoxine im Skorpiongift stören die Natriumkanäle in Nervenzellen und stören elektrische Signale. In Mausstudien wurde gezeigt, dass ein Antikörperfragment namens LR Cn2 neutralisiert.

Die Forscher ließen LR zunächst das Toxin besetzen und prüften dann, ob das von der KI entworfene Protein noch angehängt werden kann.

Wenn LR das Toxin vorab besetzt, wird die Bindung des von der KI entwickelten Proteins an das Toxin erheblich gehemmt. Dies deutet darauf hin, dass die beiden möglicherweise um die gleichen oder benachbarte Bindungspositionen konkurrieren.

Mit anderen Worten: Das von Claude entworfene Protein hat wahrscheinlich eine Stelle erfasst, die die Möglichkeit hat, die Wirkung des Toxins zu blockieren.

Dies ist ein wichtiger Hinweis zur Entgiftung.

Ob diese Kandidatenproteine ​​Zellen und Tiere schützen können, wurde jedoch noch nicht experimentell bestätigt; Aktuelle Bindungstests verwenden auch im Labor hergestellte rekombinante Toxine.

Alle 211 Designs werden offengelegt, die nächste Stufe ist auf die Entgiftung ausgerichtet

Jetzt hat Anthropic alle 211 eingereichten Designs, vorhergesagten Strukturen und experimentellen Daten zu Hugging Face unter eine CC BY 4.0-Lizenz gestellt.

Die übernehmenden Forscher können die berechneten Vorhersagen und die tatsächlichen Messergebnisse einzeln überprüfen, von den leistungsstärksten Kandidaten ausgehen und Probleme in minderwertigen Designs finden.

In der nächsten Forschungsrunde haben wir bereits einen Ausgangspunkt, der überprüft und verifiziert werden kann.

In vielen Gebieten, in denen Skorpionverletzungen am häufigsten auftreten, mangelt es an medizinischen Ressourcen, und es ist schwierig, ausreichende kommerzielle Erträge aus der Forschung und Entwicklung neuer Medikamente zu erzielen. Für diejenigen, die Behandlungen am dringendsten benötigen, ist es oft am schwierigsten, nachhaltige Investitionen in Forschung und Entwicklung zu gewinnen.

Der erstrebenswerte Durchbruch in der KI-Forschung besteht darin, mehr Forschern die Möglichkeit zu geben, sich mit diesen lange vernachlässigten Problemen auseinanderzusetzen.

Sie können mehr Designs ins Labor schicken und Versuchsrunden nutzen, um wirklich wirksame und erschwingliche Behandlungen zu finden.

Heute hat in den Tiefen der Wüste eine echte technologische Revolution Fuß gefasst: Den hilflosen Kindern zu helfen, die in Armut und gelbem Sand von Skorpionen gestochen wurden, werden in Zukunft nicht mehr ihr Leben verlieren, weil sie sich den himmelhohen Preis für Serum nicht leisten können.

Das ist die großartigste und berührendste Bedeutung der Geburt von ASI auf dieser Welt.

Referenzmaterialien:

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

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