Анализ NMR и LC-MS за 23 и 19 минут

Anthropic опубликовала результаты кампании по дизайну белковых связывателей: Claude справился с 14 мишенями из 15, а доля удачных дизайнов составила от 22,6% до 35,1% в зависимости от режима запуска. Результаты получены на моделях Mythos Preview и Opus 4.8, синтезом и лабораторной проверкой независимо занимались Adaptyv Bio и Twist Bioscience, сообщает Anthropic.

Коротко

• Модель сама выбирала участки связывания, оркестровала открытые модели дизайна структур, последовательностей и кофолдинга и прогоняла кандидатов через циклы оптимизации in silico; люди только одобряли доступы и заказывали синтез.
• Из 1320 дизайнов подтвердились 354 связывателя против 14 мишеней, высокоаффинные (KD менее 10 нМ) получены минимум для шести целей, а для четырёх результат сравнялся с лучшим опубликованным или превзошёл его.
• Во втором эксперименте общедоступный Opus 5 по сырым приборным файлам и промпту из двух предложений выдал чистоту образца 96,4% против 96,33% у лаборатории, потратив на NMR и LC-MS 23 и 19 минут.

Дизайн минибиндера исторически отнимал у специалиста недели и месяцы на одну мишень, причём узкое место было не столько в вычислениях, сколько в ручной оркестровке специализированных моделей. Судя по этим результатам, именно эта часть работы поддаётся передаче агенту, а человеку остаётся согласование доступов и заказ синтеза. При этом сами возможности Anthropic относит к двойному назначению и в общедоступных моделях их не открывает, что задаёт темп распространения таких методов.

Одноцелевой режим Mythos Preview дал 35,1% удачных дизайнов при типичных для отрасли 10–15%

Кампанию проводили в Claude Science в двух режимах. В многоцелевом одна сессия закрывала все мишени сразу и получала 48 часов и до 12 500 часов NVIDIA H100 на запуск специализированных моделей. В одноцелевом на каждую мишень отводилось 24 часа и до 2500 часов H100, сессии шли параллельно.

Mythos Preview в многоцелевом режиме показал 26,7% удачных дизайнов, Opus 4.8 в том же режиме 22,6%, а Mythos Preview в одноцелевом режиме 35,1%. По отдельным мишеням разброс шире: от 90% до 0%. В сегодняшних кампаниях по дизайну белков типичны 10–15%.

Стартовый промпт занимал около 30 000 токенов; модель получила доступ в интернет, корпус статей, коннекторы к Google Drive, Slack, Gmail и BioRxiv, GPU и неограниченный бюджет токенов и субагентов, а на каждую из 15 мишеней требовалось по 30 дизайнов. Итоговые 354 связывателя из 1320 дизайнов сопоставимы с крупнейшими открытыми коллекциями: proteinbase.com и подборка Overath et al. насчитывают около 770 связывателей из 5700 дизайнов против 40 мишеней.

На RBX1 Claude получил 40% попаданий против 3,7% у участников конкурса Adaptyv Bio

Против RBX1, небольшого белка, запускающего адресную деградацию регуляторных белков, Mythos Preview в одноцелевом режиме дал 40% попаданий, тогда как у участников конкурса Adaptyv Bio по этой мишени доля составила 3,7% на 245 присланных дизайнов. Лучший дизайн Claude оказался высокоаффинным и превзошёл работу победителя конкурса.

На TNFα, мишени, которая не поддавалась нескольким экспертным группам, сработал Opus 4.8, а Mythos Preview потерпел неудачу. Часть дизайнов Opus 4.8 оказалась кросс-реактивной и связывала человеческий, обезьяний и мышиный TNFα, что важно для опытов на животных. В Anthropic отмечают, что причина расхождения между моделями неясна.

Claude собрал также 15 подтверждённых связывателей с долей β-структуры не менее 20% на десяти разных остовах против шести мишеней; такие складки труднее проектировать, чем привычные α-спиральные пучки, из-за склонности к неправильному сворачиванию и агрегации. Против maltose binding protein ни один из 90 дизайнов не подтвердился, один показал слабый воспроизводимый сигнал, а против β-бочонка BBF-14 вышли три связывателя субмикромолярной и микромолярной аффинности.

Opus 5 обработал сырые файлы NMR и LC-MS за 23 и 19 минут

Opus 5 получил сырые файлы подрядной лаборатории по рутинному образцу контроля качества и промпт из двух предложений, без софта производителя и без оператора, и обработал NMR и LC-MS параллельно за 23 и 19 минут. Вручную такой анализ занимает от получаса до часа на образец, а готовый отчёт лаборатории пришёл через четыре дня после первого спектра.

По NMR модель построила калиброванный спектр и таблицу из 18 пиков; интегралы разошлись с лабораторными не более чем на 0,08 ¹H. Четыре широких пика она пометила как водороды при азоте или кислороде и предложила проверку тяжёлой водой, которую лаборатория независимо провела через три дня после первого измерения. Получив файл этого прогона, Claude поправил собственную первую оценку: исчезли два пика из четырёх.

Файл LC-MS записан в недокументированном формате производителя, и Claude разобрал кодировку, а перед анализом воспроизвёл записанные прибором итоги по всем 2664 сканам. В отчёте оказался один компонент на 4,34 минуты с 96,4% УФ-сигнала и молекулярной массой 504 дальтона против 96,33% чистоты, измеренных лабораторией.

Что с закрытым доступом к дизайну белков

Дизайн белков и другие биологические задачи двойного назначения закрыты в Claude Fable 5; Anthropic готовит отдельную программу доступа для учёных и обещает рассказать о ней позже, сроков не называя. В Anthropic также планируют более подробную характеризацию дизайнов, чтобы подтвердить показатели попаданий и аффинности, и уже выложили промпты, вычислительные модели спроектированных комплексов и все данные in vitro и in silico вместе с техническим отчётом.