Οι πρωτοπόροι του εργαλείου γονιδιακής επεξεργασίας CRISPR βραβεύτηκαν με Νόμπελ το 2020, και όχι άδικα. Η ανακάλυψη αυτή άλλαξε τη βιολογία και μεταμορφώνει επίσης την ιατρική και τη γεωργία. Τώρα, η εταιρεία τεχνητής νοημοσύνης Anthropic ανακοίνωσε ότι ανακάλυψε ένα ενζυμικό σύστημα με ιδιότητες «που θυμίζουν CRISPR». Στην πραγματικότητα, όμως, οι δύο ανακαλύψεις δεν είναι σε καμία περίπτωση συγκρίσιμες.
Στις 23 Σεπτεμβρίου, η Anthropic ανέφερε ότι στρέφει το ενδιαφέρον της στη βιολογία και ότι το μεγάλο γλωσσικό της μοντέλο, με την ονομασία Claude, ανακάλυψε «ένα νέο ενζυμικό σύστημα με επαναλήψεις παρόμοιες με του CRISPR».
Τι πρέπει να ξέρετε για το πώς η θεραπεία με CRISPR μπορεί να οδηγήσει σε θεραπείες για τα πάντα, από τον καρκίνο έως την υπογονιμότητα
Η Anthropic ζήτησε από το Claude να αναζητήσει σε μια μεγάλη βάση δεδομένων DNA «ενδιαφέρουσες νέες» πρωτεΐνες μιας κατηγορίας που ονομάζεται αντίστροφη μεταγραφάση. Πρόκειται για ένζυμα που μπορούν να δημιουργούν ένα αντίγραφο DNA από μια αλληλουχία RNA. Συνήθως το DNA μεταγράφεται σε RNA, γι’ αυτό και μιλάμε για το αντίστροφο.
Γιατί ενδιαφέρεται η Anthropic για τις αντίστροφες μεταγραφάσες; Επειδή, αν ο στόχος είναι η γενετική τροποποίηση από βακτήρια έως ανθρώπους, η δυνατότητα να προστεθούν συγκεκριμένες αλληλουχίες DNA σε συγκεκριμένα σημεία ενός γονιδιώματος είναι εξαιρετικά χρήσιμη. Υπάρχουν ήδη τρόποι να γίνεται αυτό, αλλά όλοι έχουν περιορισμούς.
Οι agents του Claude εντόπισαν περίπου 200.000 αλληλουχίες στη βάση δεδομένων που πιθανότατα κωδικοποιούν αντίστροφες μεταγραφάσες. Καθώς ανέλυε μια οικογένεια αντίστροφων μεταγραφασών, που βρίσκονται σε ιούς οι οποίοι μολύνουν βακτήρια, ένας agent εντόπισε δίπλα στην αλληλουχία της αντίστροφης μεταγραφάσης μια σειρά επαναλαμβανόμενων αλληλουχιών.
«Μπορώ να δω με το μάτι μια διάταξη διαδοχικών επαναλήψεων… είναι μια επαναληπτική διάταξη που μοιάζει με CRISPR;!» ανέφερε ο agent.
Αυτό που πρέπει να γνωρίζουμε εδώ είναι ότι το CRISPR σημαίνει clustered regularly interspaced short palindromic repeats. Με άλλα λόγια, μια περιοχή DNA όπου υπάρχουν πολλές σύντομες επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες, χωρισμένες από μη επαναλαμβανόμενο DNA.
Τέτοιες επαναλήψεις εντοπίστηκαν για πρώτη φορά στο E. coli το 1987 από ερευνητές στην Ιαπωνία και αργότερα ονομάστηκαν CRISPR από τον Francisco Mojica στο Πανεπιστήμιο της Αλικάντε στην Ισπανία. Το 2005, ο Mojica ανέφερε ότι τα τμήματα του μη επαναλαμβανόμενου DNA ταιριάζουν με κομμάτια ιικού DNA.
Σωστά συμπέρανε ότι επρόκειτο για κάποιο είδος βακτηριακού ανοσοποιητικού συστήματος, όμως χρειάστηκαν χρόνια έρευνας από πολλές διαφορετικές ομάδες για να αποκαλυφθεί ο τρόπος λειτουργίας του, με βασικό ρόλο από μια πρωτεΐνη που ονομάζεται CRISPR-Cas9. Η πραγματική τομή ήρθε το 2012, όταν η Jennifer Doudna στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Berkeley και οι συνεργάτες της κατανόησαν πώς να δημιουργούν κομμάτια RNA που συνδέονται με την πρωτεΐνη CRISPR-Cas9 και την καθοδηγούν να καταστρέφει συγκεκριμένες αλληλουχίες. Αυτό ήταν η αρχή της γονιδιακής επεξεργασίας με CRISPR, που άλλαξε τη βιολογία.
Γι’ αυτό είναι πραγματικά ενδιαφέρον ότι το Claude βρήκε ένα παρόμοιο σύνολο επαναλήψεων σε ιούς που μολύνουν βακτήρια. Ήταν ήδη γνωστό ότι ορισμένοι ιοί έχουν συστήματα CRISPR, αλλά εδώ μιλάμε για κάτι διαφορετικό, που αξίζει να μελετηθεί περαιτέρω.
Ιοί φάγοι που σκοτώνουν βακτήρια και ενισχύονται με CRISPR που καταστρέφει DNA φαίνεται πως βοήθησαν να αντιμετωπιστεί μια πολύ σοβαρή λοίμωξη που προκλήθηκε από ανθεκτικό στα αντιβιοτικά E. coli
Ωστόσο, ως προς τη σημασία, το έργο του Claude είναι αντίστοιχο με την ανακάλυψη του 1987 στο E. coli, όχι με τη μεγάλη τομή του 2012 που χάρισε Νόμπελ. Και σε ό,τι αφορά τη συμβολή της τεχνητής νοημοσύνης στη βιολογία, το έργο του Claude δεν πλησιάζει καν το επίπεδο του συστήματος AlphaFold της DeepMind για την πρόβλεψη της δομής των πρωτεϊνών, το οποίο αποδεικνύεται πραγματικά μεταμορφωτικό.
Θα οδηγήσει η ανακάλυψη του Claude σε ισχυρά νέα εργαλεία γονιδιακής επεξεργασίας; Το ζητούμενο εδώ είναι ότι έχουμε ήδη ανακαλύψει πολλές παραλλαγές του CRISPR, μαζί με μερικά άλλα φυσικά συστήματα — κυρίως τις bridge recombinases — που θα μπορούσαν να είναι χρήσιμα για τη γονιδιακή επεξεργασία.
Επιπλέον, πρωτεΐνες όπως η CRISPR-Cas9 έχουν πλέον τροποποιηθεί και εξελιχθεί εκτενώς στο εργαστήριο, ώστε να γίνουν καλύτερες για γονιδιακή επεξεργασία. Για παράδειγμα, οι base editors — που ήδη σώζουν ζωές — είναι πρωτεΐνες CRISPR σχεδιασμένες να αλλάζουν ένα μόνο γράμμα κάθε φορά, χωρίς να κόβουν τις αλυσίδες DNA, όπως κάνει η αρχική πρωτεΐνη Cas9.
Όταν οι συνήθεις θεραπείες για τη λευχαιμία απέτυχαν, στη 13χρονη Alyssa Tapley είπαν ότι της έμεναν μόνο λίγες εβδομάδες ζωής — αλλά τότε της προτάθηκε μια πειραματική διαδικασία
Υπάρχουν επίσης οι prime editors, που αποτελούνται από μια αντίστροφη μεταγραφάση συνδεδεμένη με μέρος της πρωτεΐνης Cas9 και μπορούν να προσθέτουν σύντομες αλληλουχίες DNA στα γονιδιώματα. Με άλλα λόγια, έχουμε ήδη προσαρμόσει τις αντίστροφες μεταγραφάσες για γονιδιακή επεξεργασία με στόχο το RNA.
Είναι εντυπωσιακό ότι το Claude εντόπισε αυτό που η ομάδα της Anthropic αποκαλεί array-associated reverse transcriptases, ή ART. Και είναι πιθανό, αν και απίθανο, αυτό το ιικό σύστημα να λειτουργεί με μοναδικό τρόπο που να επιτρέπει να κάνουμε πράγματα που δεν μπορούν να γίνουν με τα υπάρχοντα γενετικά εργαλεία. Όμως χρειάζεται πολύ περισσότερη δουλειά για να φανεί αυτό, και στην καλύτερη περίπτωση το αποτέλεσμα θα είναι ένα ακόμη εργαλείο γονιδιακής επεξεργασίας σε ένα πεδίο που διευρύνεται γρήγορα.
Δείτε τον Turi King στο New Scientist Live 2026
Το παρόν κείμενο δημιουργήθηκε με τη χρήση τεχνητής νοημοσύνης.
