Модель Anthropic вместе с инвестиционной фирмой Citrini Research за 64 часа спроектировала белки против токсинов скорпионов; из 211 проверенных белков токсин связали 17

Модель Anthropic вместе с инвестиционной фирмой Citrini Research за 64 часа спроектировала белки против токсинов скорпионов; из 211 проверенных белков токсин связали 17

20 октября Anthropic опубликовала технический отчёт и открытые данные проекта с Citrini.

По оценкам, скорпионы жалят свыше 1,2 млн человек в год, более 3 250 умирают. Опасные токсины цепляются к натриевым каналам нервных клеток: нервы срабатывают невпопад, в тяжёлых случаях отказывает сердце. Противоядие из антител лошадей покрывает немногие токсины. Белок, занявший на токсине место сцепления с каналом, закрыл бы токсину путь.

Команда Citrini из пяти человек (трое без научной подготовки) решила сама проверить, на что способен ИИ в биологии, и выделила 200 000 долларов. Нужна была задача, которая быстро проверяется в пробирке и упирается в проектирование молекулы; подошло противоядие. Белки против змеиных токсинов, защитившие мышей, уже спроектировала группа Дэвида Бейкера, поэтому Citrini перешла к скорпионам.

Модель Claude получила от Anthropic и Citrini один запрос и четыре дополнения: люди выбрали пять токсинов и место сцепления с каналом у каждого. Модель использовала 12 программ проектирования, сгенерировала 318 484 варианта белков и отобрала 180; ещё 31 добавили люди с её помощью.

Две лаборатории, Adaptyv Bio и Twist Bioscience, проверяли, цепляются ли белки к выращенным в лаборатории токсинам. Связывателем авторы считают белок, который при каждом измерении связывался с токсином во всех лабораториях, где его измеряли, и не связывался с одним посторонним белком; критерии заданы после получения данных. Таких 17: семь против Cn2 мексиканского скорпиона, десять против трёх других токсинов, ни одного против бразильского Ts1.

Где на Cn2 держатся семь белков, проверили конкуренцией с LR, фрагментом антитела, защищавшим мышей от яда: когда к токсину уже прикреплён LR, шесть из семи белков теряют 87–95% сигнала связывания. Участок LR перекрывает место сцепления токсина с каналом, а белки, по выводу авторов, занимают тот же участок или соседний. Авторы ожидают, что самый прочный из семи, Cn2-B1, нейтрализует Cn2, как и LR. Антитела авторы считают эталоном: у LR прочность связи с Cn2 0,11 нМ (чем меньше, тем крепче), у Cn2-B1 в двух лабораториях не более 3,1 и 1,7 нМ.

Из 60 белков, задуманных каждый под один токсин, связывателями стали 11 (18%): авторы называют эту долю обычной для таких кампаний, включая августовскую, где Claude проектировал 1 320 белков, каждый под одну мишень. Одну молекулу на все пять токсинов Citrini добавила как «лунный выстрел»: она упростила бы коктейль из нескольких молекул, но у токсинов одна форма, а аминокислоты попарно совпадают лишь на 26–62%. Остальные шесть из 17 нашлись среди 151 белка, рассчитанного на несколько токсинов, но каждый связал лишь один токсин.

Список из 180 белков появился через 64 часа, лабораторные измерения заняли около двух месяцев. Авторы хотят проверить, свяжется ли белок с токсином из яда, остановит ли он действие токсина в клетках и защитит ли мышей. Единственное одобренное в США противоядие от скорпионов Anascorp проверяли по американским правилам около 12 лет. Сусана Васкес Торрес, автор змеиной работы и внешний эксперт:

Очень прочные связыватели теперь можно получать на удивление быстро, и само связывание перестало быть главным узким местом.

Соавтор отчёта Натаниэль Хорвиц из издания Hunterbrook считает, что специалисты с имеющимися программами справились бы и без Claude, но медленнее и дороже.