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AlphaFold 刚解散,Claude 进军蛋白质设计:15 个靶点拿下 14 个

Claude 进军蛋白质设计,首战即交出亮眼成绩单。

刚刚,A 社扔出一篇新博客,详细复盘了自家 Mythos 和 Opus 手拉手勇闯 AI4S 赛道的全过程。

快速翻到结果页,一看确实有点东西:

这次 Claude 从头设计了 1320 个蛋白质候选,再交给外部实验室生产、验证。

结果竟然有 354 个成功结合目标,15 个靶点拿下 14 个,最高命中率达到 35.1%

要知道当下蛋白质设计项目的典型命中率,通常只有 10%~15%。

更狠的是,设计完新分子,它还没准备下班。

面对实验室提供的 NMR 和 LC-MS 原始文件,Claude 只看了两句话的任务说明,就分别用 23 分钟和 19 分钟完成处理。

最终测得样品纯度为 96.4%,实验室给出的结果是 96.33%。

只差 0.07 个百分点

就是说, Claude 的结果与实验室结果居然高度一致。

不是预测,是从头设计蛋白质

一提起蛋白质,很多人可能会立马想到谷歌 DeepMind 的 AlphaFold 项目。

先澄清一下,AlphaFold 是对蛋白质结构进行预测,核心解决 " 已知一段氨基酸序列,它会折叠成什么结构 "。

而 Claude 这次接到的任务大不相同:

目标蛋白摆在这里,请从零设计一个此前不存在的新蛋白,让它能精准黏上去

Claude 要设计的东西叫 minibinder,也就是微型结合蛋白。

根据查到的公开资料,minibinder 是人工设计的小型蛋白质,通常只有 50~70 个氨基酸,结构紧凑,功能单一。

它的任务很纯粹,即以极高的精度和强度,黏住目标蛋白上的某一个特定部位。

别小看这个 " 黏住 " 的动作,很多药物之所以能起效,靠的就是这种分子层面的精准结合——

黏住坏蛋白让它失效,或者黏住好蛋白把它激活,再或者把药物分子直接拽到病灶处释放。

问题是,这活儿相当折腾人。

蛋白质设计师不仅要调度一串专业模型,还得反复生成、优化和筛选候选,整个流程很吃经验。

每个靶点需要专家花费数周甚至数月的时间,从大量候选分子中筛选出少数几个真正有效的

Anthropic 这次索性把整套工具箱交给了 Claude。

参与实验的是Mythos Preview 和 Opus 4.8,它们可以访问论文、网络资源和多个专业蛋白质模型,也拿到了相当充足的 GPU 算力。

人类给完初始任务后,Claude 就自己跑了起来。整体跑完的结果是:

Claude 拿下 15 个靶点中的 14 个,其中至少 6 个产出高亲和力结合蛋白,至少 4 个追平或超过此前最佳结果

具体跑法分成了两种:

多靶点模式:让 Claude 在同一个 48 小时任务里同时处理多个目标,最多可调用 12500 个 H100 GPU 小时。

单靶点模式:一次只盯着一个目标,各任务并行运行 24 小时,每个靶点最多能用 2500 个 H100 GPU 小时。

实验证明,专注确实比一心多用更好

多靶点模式下,Mythos Preview 和 Opus 4.8 的整体命中率分别为 26.7% 和 22.6%。

而切换到单靶点模式后,Mythos Preview 直接冲到 35.1%。

部分靶点上的表现,甚至把此前的人类成绩甩在了身后。

比如 RBX1,这是一个参与调节蛋白质降解的靶点,此前在 Adaptyv Bio 举办的设计比赛中,所有参赛者的整体命中率只有 3.7%,而 Mythos Preview 单独挑战它时,命中率达到了 40%。

不仅更容易命中,Claude 排名第一的设计还是一个高亲和力结合蛋白,结合强度超过了那场比赛从 245 个参赛设计中选出的冠军。

还有更难啃的 TNF α,这是免疫系统释放的一种炎症信号蛋白。

由于合适的结合位置藏在两个蛋白形成的凹槽里,此前多个专家团队都曾在这里碰壁。

结果这道题 Mythos Preview 没做出来,反倒被 Opus 4.8 攻下了:

Opus 4.8 不仅设计出多个有效结合蛋白,其中一些还能同时结合人类、食蟹猴和小鼠的 TNF α。

这种跨物种结合能力很关键,因为后续进入动物实验时,不用换个物种就重新设计一遍。

不过问题也随之来了:

为什么整体更强的 Mythos Preview 翻车,Opus 4.8 却成功了?

A 社坦言自己也没搞明白。

只能说,大模型的科研能力依旧不够平整。

当 Claude 继续挑战更难设计的 β 折叠结构,它在 6 个靶点上成功做出了 15 个有效结合蛋白。

但切换到麦芽糖结合蛋白 MBP,Claude 却彻底翻车——

90 个设计无一确认成功,只有一个出现微弱信号。

所以,这时候说 " 输入靶点,Claude 能自动吐出新药 " 为时尚早,但 Claude 已经证明:

它能自主调度专业模型,跑完过去需要专家花费大量时间组织和筛选的设计流程。

这一步,已经够大。

设计完新分子,Claude 又开始读实验数据

不过 A 社的实验并未止步于此。

除了考查 Claude 能不能设计新东西,他们还想看看:

面对已经做出来的化合物,Claude 能不能独立读懂实验数据,判断它究竟是什么、纯不纯

这次出场的是可普遍使用的Claude Opus 5

任务来自分析化学中两项很常规、也很磨人的工作:

核磁共振波谱 NMR:观察分子中氢原子的信号,确认 " 做出来的是不是目标分子 "。

液相色谱—质谱联用分析 LC-MS:分离样品中的不同成分,再测量其分子量和含量,判断 " 样品纯不纯、里面还有什么 "。

这活儿需要化学家手动处理专有格式的原始数据,一步步校准、找峰、积分、核对,最后写成报告。

步骤多、又很吃经验,稍有偏差就可能得出错误结论。

Anthropic 这次只给了 Claude 实验室返回的原始文件,以及两句话的任务说明。

没有厂商软件,也没有操作人员在旁边指导(p.s. 相关数据和提示词已开源)。

结果 Claude 分别用 23 分钟和 19 分钟完成了 NMR 与 LC-MS 分析。

NMR 这边,Claude 整理出 18 个信号峰,并计算每个峰对应的氢原子数量,结果与实验室的误差不超过 0.08 个氢。

它还发现其中 4 个宽峰可能来自连接在氮或氧上的氢,于是建议加入重水做进一步验证。

这是一种常见的排除法,加入重水后,某些特定氢原子的信号会减弱或消失,化学家就能据此判断分子结构。

巧的是,实验室后来也做了同样的验证

验证之后,Claude 最初以为 4 处信号全部消失,自检后发现不对,主动修正为只有两处消失,最终结论与实验室一致。

LC-MS 这边更直接。

面对没有公开格式说明的厂商文件,Claude 先自己搞清楚数据如何编码,再通过复现全部 2664 次扫描记录,确认文件没有读歪。

随后,它给出了色谱图、质谱图、纯度表和分子量,还顺手写了一套可重复使用的解析代码。

最终,Claude 测得样品纯度为 96.4%,实验室结果为 96.33%。

只差 0.07 个百分点。

A 社在结论中写道:

两项实验共同指向一件事,AI 正在减少生命科学研究所需的专业门槛、成本和时间。化学分析中,Claude 开始接手过去依赖人工的处理工作;蛋白质设计中,Claude 能以极少输入端到端完成结合物设计,部分成果追平甚至超过此前最佳设计。

虽然离真正的新药研发还很远,但至少 AI 已经让我们看到了加速这个进程的可能。

还留了个彩蛋

博客最后,A 社还给科学家们画了个重点。

这次蛋白质实验用的是 Mythos Preview 和 Opus 4.8,至于能力更强的 Fable 5,目前不向普通用户开放这类生命科学任务。

原因也很直接,能设计药物蛋白,同样可能被拿去做危险的生物研究。

不过 A 社已经预告,正在筹备一项面向科学家的专属访问计划,后续会公布更多信息。

完整技术报告:

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

相关提示词及数据开源地址:

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

参考链接:

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

[ 2 ] https://x.com/AnthropicAI/status/2089842387845804246

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