Claude a calculé pendant 64 heures et a conçu pour la première fois la protéine anti-venin de scorpion, qui a été testée

Résumé :

Les dernières réalisations de Claude ont complètement époustouflé le monde de la biologie et de l'IA. Aujourd'hui, Anthropic a publié une étude dans laquelle la version de recherche interne d'une protéine conçue par Claude a effectivement capturé le venin de scorpion dans un tube à essai !

318 484 conceptions de protéines en 64 heures. 211 ont été envoyés au laboratoire et 17 ont réussi le test de combinaison.

En ouvrant le rapport technique, le premier auteur sur la liste est

Claude Science

Il conçoit des protéines et analyse également des données, des tracés et rédige des rapports sous la supervision humaine.

De plus, les 211 plans de tests, ainsi que les données expérimentales, ont été rendus publics.

Ce qui est choquant, c'est que la personne qui a accompli ce « miracle » était en fait un groupe de « profanes » engagés dans la finance – Citrini Research.

Cinq analystes, dont trois n'ont aucune formation scientifique, conduisent Claude dans l'arrière-pays de la découverte de médicaments liés à l'IA.

Le même jour, OpenAI s'est également lancé dans la biomédecine et a acheté Orchestra Bio pour aider les scientifiques humains à gérer le développement de médicaments.

Ces deux sociétés se sont battues depuis les mathématiques jusqu'à la physique, et le champ de bataille s'est désormais tourné vers les sciences de la vie.

Budget de 200 000 $

Cinq « profanes » défient le poison du scorpion

Cette recherche a commencé comme une tentative transfrontalière de Citrini Research, une institution de recherche en investissement.

Citrini souhaitait rechercher des opportunités d'investissement dans le domaine des sciences de la vie et s'est adressé à des experts comme d'habitude. En conséquence, les jugements que j’ai entendus allaient de « l’IA ne peut pas du tout créer de médicaments importants » à « guérir toutes les maladies en cinq ans ».

Les experts avaient des avis différents et ils ont simplement décidé de l'essayer eux-mêmes.

Dans cette équipe de cinq personnes, trois d'entre elles n'ont aucune formation scientifique. Les deux autres ont une expérience pertinente et ne sont pas des développeurs de médicaments expérimentés.

Ils ont préparé un budget de 200 000 $ pour cette tentative, ont contacté Anthropic et ont utilisé des modèles de recherche internes avec l'aide de l'équipe des sciences de la vie.

Mais le vrai problème est que, avec un budget et un temps limités, quel problème médical devrait être choisi comme cible de recherche ?

L'équipe a finalement sélectionné Scorpion Venom.

Selon les estimations, plus de 1,2 million de personnes sont piquées par des scorpions chaque année dans le monde et plus de 3 250 personnes en meurent. Les enfants sont particulièrement vulnérables aux blessures graves.

De nombreux patients vivent dans des zones aux ressources médicales limitées. La recherche et le développement de nouveaux traitements coûtent cher, mais les bénéfices commerciaux sont limités. Ce problème réside depuis longtemps dans le manque d’investissement.

Les antivenins existants reposent généralement sur des anticorps produits par des animaux. Citrini a démontré l'une des approches traditionnelles : collecter le venin des scorpions, immuniser les chevaux avec une dose contrôlée, puis extraire et purifier les anticorps du plasma du cheval.

Cette fois, ils veulent essayer de concevoir une petite protéine à partir de l'ordinateur, comme un clip sur mesure, pour capturer la neurotoxine présente dans le venin de scorpion.

L'équipe doit d'abord confirmer si ces protéines peuvent se lier à la toxine, puis tester plus avant si elles peuvent désactiver la toxine. Ils ont sélectionné cinq cibles pour ces « clips moléculaires » : du venin de scorpion du Mexique, du Brésil, d'Afrique du Nord et du Moyen-Orient.

Par la suite, les humains ont ajouté un autre problème difficile : la même protéine peut-elle capturer plusieurs toxines en même temps ?

Claude leur a d'abord rappelé que s'ils souhaitent utiliser une seule molécule pour absorber les cinq toxines, le risque d'échec est élevé.

L'équipe voulait quand même prendre un pari et a inclus dans la mission l'objectif de combiner plusieurs toxines en même temps.

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Plus de 300 agents ont été dépêchés

Concevez 318 000 plans en 64 heures

Avant de commencer le calcul proprement dit, l'équipe doit d'abord transformer « essayer » en une tâche avec des objectifs clairs et des objectifs exécutables.

Citrini et l'équipe Anthropic ont utilisé Claude pour le peaufiner à plusieurs reprises, et l'invite initiale est devenue de plus en plus longue, pour finalement atteindre

environ 35 pages

Par la suite, Claude a repris la majeure partie du travail informatique.

Au cours de la première nuit, il a démarré plus de 300 sous-agents et utilisé plus de 300 GPU simultanés. La recherche documentaire, l'ajustement des outils, l'exécution de prédictions, la sélection des candidats, des lots de tâches sont effectués sur ordinateur.

Ce modèle interne fonctionne dans l'environnement Claude Science et utilise 12 outils de conception professionnels. Les participants peuvent discuter des orientations de la recherche et demander les raisons de leurs choix sans avoir à utiliser chaque ensemble de logiciels.

Outre les calculs, il existe une autre question très pratique : le fournisseur peut-il fabriquer la protéine conçue ?

Ainsi, avec l'autorisation et la supervision d'autrui, Claude a rédigé et envoyé un e-mail au scientifique en charge des achats chez Twist Bioscience, l'interrogeant sur la faisabilité de fabriquer plusieurs types de protéines complexes.

Claude a temporairement arrêté les branches de conception concernées et a attendu que Twist confirme les exigences de fabrication.

Après le départ des humains, la réponse est finalement arrivée. Claude a pris en compte les contraintes de fabrication et a avancé dans la conception.

De la demande d'information sur les exigences de fabrication du fournisseur à la poursuite de la conception sur la base de la réponse, Claude a également relié le travail qui nécessitait de l'attente et de la communication.

Après 64 heures, Claude a généré plus de 318 000 conceptions et en a éliminé 180. Avec son aide, les humains en ont ajouté 31 de plus et ont finalement rassemblé 211 candidats pour les tests.

L'un des candidats les plus forts, Cn2-B1, n'a été sélectionné par Claude qu'au troisième suivi de l'équipe.

Au cours de cette phase de conception de base, les humains ont envoyé une invite initiale et quatre suivis ; y compris les pré- et post-discussions, les critiques et les arrangements expérimentaux, Citrini a enregistré 367 messages.

Cette série de calculs a nécessité environ 10 000 heures GPU. Selon Citrini, le coût en puissance de calcul est de 49 997 dollars.

Le design est déjà à l'écran. Ensuite, l'équipe demandera au laboratoire de tester ce que les près de 50 000 dollars américains ont été calculés.

17 protéines ont réussi le test proprement dit, et la molécule Trump est proche des anticorps naturels

Afin de transformer la séquence protéique affichée à l'écran en une véritable molécule dans un tube à essai, l'équipe doit également payer pour la synthèse, la production et les tests.

Citrini a publié une capture d'écran d'un rappel de rétrofacturation de Twist Bioscience, d'un montant de 71 740 $ US.

Le membre de l'équipe l'a posté dans le chat, ce qui signifie en gros : Il semble que Twist ait commencé à travailler, haha.

Cependant, ces protéines candidates doivent être fabriquées, purifiées et mesurées. Deux institutions expérimentales, Adaptyv Bio et Twist Bioscience, sont respectivement responsables de la production et des tests.

Les résultats finaux ont montré que

17 conceptions répondaient aux critères contraignants fixés par l'équipe et couvraient quatre des cinq toxines cibles.

Parmi les candidats qualifiés, il y en a 7 pour la toxine mexicaine Cn2, 4 pour les toxines nord-africaines AaH II et AaH I et 2 pour la toxine du Moyen-Orient LqhIII. Aucun des modèles élaborés pour la toxine brésilienne Ts1 n'a atteint la norme finale.

Quant au « plan unique » que les humains insistent pour essayer, l'eau froide que Claude a versée à l'avance s'est réalisée.

Aucun des 151 modèles multi-toxines ne répond aux critères de combinaison de plusieurs toxines en même temps. Six d'entre eux répondaient toujours à la norme pour une seule toxine et sont entrés dans la liste finale de 17.

L'équipe veut une clé capable d'ouvrir plusieurs serrures. Les expériences ont prouvé que ce dont ils disposent jusqu’à présent sont encore des clés spéciales.

Le candidat le plus fort s'empare du venin du scorpion et des indices sur sa désintoxication émergent

Parmi les 17 candidats qualifiés, la performance de Cn2-B1 est particulièrement frappante.

Dans la fenêtre d'observation de l'expérience, il s'est séparé très lentement de la toxine cible. Cette solide combinaison en fait l’un des candidats les plus intéressants pour la poursuite des recherches.

Cependant, ce n’est pas parce qu’une protéine se lie fortement aux toxines qu’elle peut empêcher les toxines d’endommager les cellules. La partie de la toxine à laquelle la protéine se lie est également essentielle.

Les neurotoxines contenues dans le venin de scorpion interfèrent avec les canaux sodiques des cellules nerveuses et perturbent les signaux électriques. Il a été démontré qu’un fragment d’anticorps appelé LR neutralise le Cn2 dans des études sur la souris.

Les chercheurs ont d'abord laissé LR occuper la toxine, puis ont vu si la protéine conçue par l'IA peut encore s'y attacher.

Lorsque LR occupe la toxine, la liaison de la protéine conçue par l'IA à la toxine est considérablement inhibée. Cela suggère que les deux pourraient être en compétition pour des positions de liaison identiques ou adjacentes.

En d’autres termes, la protéine conçue par Claude a probablement capturé un site qui a la possibilité de bloquer l’action de la toxine.

C'est un indice important pour la désintoxication.

Cependant, la capacité de ces protéines candidates à protéger les cellules et les animaux n'a pas encore été confirmée expérimentalement ; les tests de liaison actuels utilisent également des toxines recombinantes préparées en laboratoire.

Les 211 modèles sont divulgués, le niveau suivant est orienté vers la désintoxication

Maintenant, Anthropic a placé les 211 conceptions soumises, structures prédites et données expérimentales sur Hugging Face sous une licence CC BY 4.0.

Les chercheurs qui prennent le relais peuvent vérifier les prédictions calculées et les résultats de mesure réels un par un, passer des candidats les plus performants et détecter des problèmes dans les conceptions de qualité inférieure.

Dans le prochain cycle de recherche, nous disposons déjà d'un point de départ qui peut être examiné et vérifié.

De nombreuses régions où les blessures causées par les scorpions sont concentrées manquent de ressources médicales et il est difficile d'obtenir des revenus commerciaux suffisants grâce à la recherche et au développement de nouveaux médicaments. Ceux qui ont le plus besoin de traitements sont souvent ceux qui ont le plus de mal à attirer des investissements durables dans la recherche et le développement.

La percée qui mérite d'être recherchée dans la recherche sur l'IA est de permettre à davantage de chercheurs de s'attaquer à ces problèmes longtemps négligés.

Ils peuvent envoyer davantage de modèles au laboratoire et utiliser des séries d'expériences pour trouver des traitements réellement efficaces et abordables.

Aujourd'hui, une véritable révolution technologique a pris racine dans les profondeurs du désert : aider ces enfants sans défense piqués par les scorpions dans la pauvreté et le sable jaune ne perdront plus la vie à l'avenir parce qu'ils ne peuvent pas se permettre le prix exorbitant du sérum.

C’est la signification la plus magnifique et la plus touchante de la naissance d’ASI dans ce monde.

Documents de référence :

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

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