ClaudeがCRISPR類似の反復配列を持つ新酵素系を発見

要点

Anthropicは2026年9月23日、生命科学に特化した研究チームとラボの設立を発表し、Claudeのエージェントが新種の酵素システムを自律的に見つけた初期成果を公開しました。名前はART(array-associated reverse transcriptase)。CRISPRに似たDNA反復配列を伴う逆転写酵素(RT)の系統です。

数字

探索キャンペーンの規模

• かけた時間

  21時間

  人間の関与は最初の指示と実験室作業だけ

• エージェント

  約950体

  並列に走ったClaude

• トークン

  約2.1億

  2億1,000万トークン

• 収集したRT

  20万件超

  最終的に20件が報告書まで進んだ

ARTの生物学的な機能は解明されておらず、論文も査読前のプレプリントです。発表の価値は酵素そのものより、配列データの中から「何かおかしい」を拾う工程をエージェントが担ったことにあります。

この発表が参考になるのは誰か

立場によって、持ち帰る部分が大きく違います。

バイオ研究者・創薬企業にとって

ARTは実用段階にありません。使えるのは手法のほうで、公開データベースのゲノムマイニングをエージェントに任せ、人間は報告書の選別と実験室での検証に集中する分業の実例です。ラボは研究テーマの提案も受け付けており、外部の科学者との共同研究を募っています。

Claude Science・Claude Codeユーザーにとって

ラボはClaude ScienceとClaude Codeを使い、複数のセッションを並列で回す自前のハーネス(実行基盤)を併用しています。同様の探索に着手する場合の実行環境は、Claude Scienceの対応プランと料金で把握できます。ツール連携の全体像はClaude Scienceの研究ワークベンチ解説にあります。

一般の開発者にとって

プレプリントに書かれたハーネスの構造は、そのまま設計の手本になります。作業役のエージェントが計画を立てて実行し、監督役のエージェントが計画と結果を審査して、必要なら新しい作業を起票します。計画・結果・審査はすべて共有の記録に書かれます。

背景・文脈

制限酵素、Taqポリメラーゼ、CRISPR。生物学を塗り替えた発見の多くは、研究者が自然界の分子機械の中に見つけた小さな違和感から始まりました。制限酵素は細菌の免疫系で見つかり、遺伝子組み換え技術の土台になりました。Taqポリメラーゼはイエローストーンの温泉の細菌から見つかり、PCR法の基礎になっています。CRISPRは、ある細菌のDNAにあった奇妙な反復配列として最初に注目されました。

Anthropicは2026年春にこの研究グループを立ち上げ、汎用のAIモデルがこうした発見を体系化・加速できるかを検証してきました。新設ラボはAnthropicの生命科学組織の一部で、創薬やClaudeへの生物学・化学トレーニングを担うチームと並んで活動します。メンバーは、CRISPRの進化や制御の研究、細胞・遺伝子治療向けの新規酵素の探索、ヒトの病原性バリアントを見つけるツール開発に携わってきた科学者です。

関連する発表は、ここ数か月で相次ぎました。生命科学者向けの認証プログラムLife Sciences Verification Program、生体分子モデルの高速化、化学領域での比較検証がその例です。

ラボの体制とワークフロー

ラボはBSL-1・BSL-2の低リスク領域だけを扱い、ヒトに感染する病原体は扱いません。実験作業はすべて人間の科学者が担当します。装置の自動操作はModel Hardware Standardで試してきたものの、臨機応変な分子生物学の作業には向かないとされています。

典型的な調査は、特定のタンパク質ファミリーの文献を読み、公開データで既知の結果を再現して手法を確かめるところから始まります。次に、どの既知の系にも当てはまらない家族メンバーや隣接遺伝子を探し、候補ごとに機能の仮説と根拠を書いた人間可読の報告書を作ります。続く追加解析で、候補のほとんどが落ちます。単一の候補が残る調査もあれば、ゼロで終わる調査もあります。

生き残った候補は、標準的な実験室株でタンパク質を発現させ、生化学的・構造的に調べます。1回のキャンペーンから数百から数千件の候補報告が出るため、どの提案が検証に値するかという「科学的な目利き」自体が研究対象です。そこで得た知見は、Claudeに渡す指示へ戻され、研究者の判断基準を真似させる材料になります。

ARTはどのように見つかったか

近年見つかったRT系統のほとんどは、配列データベースから誰も特徴づけていない遺伝子を探すゲノムマイニングで発見されてきました。今回の探索で、Claudeエージェントは20万件超のRTを集め、新規候補系統3,500件を選び、さらに最有力の20件を人間可読の報告書にしました。専門家が同じ分析をすると数週間から数か月かかる作業です。

ARTの発見は、その報告書の1本から始まりました。プレプリントのセッション記録をたどると、研究の指示にも想定にもなかった寄り道が連鎖していました。

経緯

ARTにたどり着いた5つの段階

1. 1

   指示はパートナー遺伝子の探索だった

   研究指示は「新しいパートナー遺伝子との組み合わせを持つRT系を探す」こと。DNAの反復配列を探せとは書かれていませんでした。

2. 2

   偽の関連が棄却され、RT自体が残った

   ジャンボファージのRTは、隣のファージ遺伝子(RNAポリメラーゼのβ様サブユニット)との関連から候補に挙がりました。作業役はこの関連を偽と判断し、そのうえで、レトロン(細菌の抗ファージ防御系)に似たRTがファージゲノムにあること自体を注目点として追跡タスクを積みました。

3. 3

   監督役が上流の非コード領域の確認を指示した

   レトロンのRTは上流にコードされたRNAと働くことから、監督役は次の作業役に上流の領域を調べさせました。ポリメラーゼ遺伝子の隣にあるRTの上流は中央値27 bpで、RNAをコードするには短すぎます。近縁のRTでは中央値940 bpでした。

4. 4

   DNAを直接読んで反復に気づいた

   作業役は近縁RTの上流配列を文脈に読み込み、次のように書きました(発表ページに載る引用の短縮版です)。「[RTの隣にあるDNAが]見事だ。目で見てタンデムリピート配列がわかる……これはCRISPRのような……反復配列なのか?!」

5. 5

   数えて、文献で新規性を確かめて報告した

   作業役は反復を数えるスクリプトを自作し、16塩基の反復14コピーが100〜200塩基のスペーサーを挟んで並ぶ座位を見つけます。文献検索で既知のどの要素にも当てはまらないと確かめ、人間のレビュー用に報告書を出しました。

発見されたARTは、RT本体、隣の機能未知のパートナー遺伝子、等間隔に並ぶDNA反復配列の3要素で構成され、主にバクテリオファージ(細菌に感染するウイルス)に見つかります。土台のRTは、先行研究でジャンボファージから同定済みでした。反復配列と機能未知のタンパク質という特徴に最初に気づいたのがClaudeだった、とAnthropicは説明しています。

ARTの反復配列はCRISPRとどこが違うか

名前に「CRISPRに似た」と付きますが、プレプリントはCRISPR配列との違いを細かく挙げています。

くらべる

CRISPR配列とART配列

既知の系

CRISPR配列

ほぼ同一の反復が、約30塩基のスペーサーと交互に並びます。スペーサーは近縁株の間で入れ替わり、近くにはcas遺伝子があります。

今回の系

ART配列

反復は15〜49塩基で、各反復の中心に約15塩基の回文があります。スペーサーは120〜220塩基と長く、配列は互いに無関係。近縁ファージの間では順序ごと保たれ、cas遺伝子は座位の近くに見つかっていません。

ARTファミリーは、95のRTクラスター(配列同一性90%で分類)に広がります。そのうち28に、RTの上流に検出できる反復配列がありました。配列の長さは0.3〜4.1 kb、反復は3〜21コピーです。RTにはN末端に約180残基の長い領域があり、一般のRTの約50残基以下とは対照的です。

発現も調べられています。ブドウ球菌(Staphylococcus)のファージSA1の感染時系列データを、Claude Scienceのセッションが自律的に見つけて解析しました。感染15分の時点で、反復配列由来のRNAはファージRNA全体の最大8%に達します。ファージの転写物の中でも最も豊富な部類です。反復配列部分は複数の短い別々のRNAとして発現し、境界は繰り返し実験の間でも再現しました。

パートナー遺伝子は互いに無関係な3種類に分かれます。95座位のうち59座位を占めるI型は、GNAT様の折りたたみを2つ並べた約600残基のタンパク質をコードします。II型はブドウ球菌ファージの系統に限られ、約270残基です。III型は約170残基で、環境由来の亜系統に限られます。

ここまでは配列と発現データから言えることです。論文自身が、RTが活性を持つことも、反復由来のRNAがRTの基質であることも示していないと明記しています。RTとパートナーが相互作用するのか、ファージにとって何をする系なのかも不明です。CRISPRのようにプログラム可能な系かもしれないという見方は、仮説の段階にあります。

発表記事とプレプリントで数字が違う箇所

発表記事とプレプリントでは、同じキャンペーンの数字が少しずつ違います。数え方そのものが違う行もあるため、引用するときは出典を揃えます。

後半の2行は、対象の単位が違うとみられます。プレプリントでは、約11,000のRT座位の近隣に繰り返し現れた3,564のタンパク質家族がパートナー候補として採点されました。基準を通った16家族に、追跡タスクの途中で1家族が加わっています。この17家族のうち、前例のないRTとの関連として確認されたのは3家族だけで、残りの14家族は注釈の誤り、既知の系の一部、近隣に一般的に現れる遺伝子といった理由で退けられました。

見逃せないのは、ARTが「17家族の1つ」ではなく、新しいRT系統を示した3本の報告書の1本から来た点です。パートナー遺伝子を探すという指示の外側から出てきた成果でした。

使われたモデルも明記されています。キャンペーンの全エージェントは、Claude Mythos 5で動くClaude Codeのインスタンスでした。

同じ探索をもう10回回しても、ARTは見つからなかった

プレプリントで最も重い記述は、再現性です。同じキャンペーンをさらに10回走らせたところ、近隣のタンパク質家族を採点する段階まで完走した回は、ほぼすべてARTの座位を標本に含んでいました。2回では、作業役が追跡調査まで進めています。それでも上流のDNAを読んだ回はなく、配列は毎回見逃されました。著者は、RTのタンパク質探索空間の広さと、ハーネスの非決定的な挙動のためだとしています。

そこで、モデルにARTの配列を渡して分析させる固定入力のベンチマークが組まれました。成績は、DNAを文脈に直接読み込んだかどうかでほぼ決まりました。

結果

ベンチマークで分かれた条件

• 読み込ませた量で認識率が変わる

  読み込んだDNAが増えるにつれ、上位4モデル全体で配列の認識率は29%から最大76%に上がりました。Mythos 5だけなら最大96%です。

• ツールが増えると逆に落ちた

  座位をそのまま文脈に渡した場合、上位モデルは少なくとも90%の試行で配列を正しく説明できました。ファイルとツールを渡した場合は、最低で32%(Opus 5)でした。

• 200塩基を一度も読まない試行が4割

  上位モデルのファイル経由の試行の39%は、連続した200塩基以上を一度も読んでいません。反復1単位ほどしか見ていません。

モデル間にも差が出ました。上位4モデルはOpus 5.5、Mythos 5.1、Mythos 5、Opus 5で、Opus 4.6、Opus 4.8、Sonnet 5はその下に離れて並びます。

論文はこの結果を「ゲノムの視覚」と呼び、モデル内部でも反復DNAに反応する信号が確認されたと述べています。ただし、これはAnthropic自身による内部の解釈で、他の研究室による再現ではありません。

ARTの発見は再現せず、成否はDNAを読んだかで分かれた

発見は再現しませんでした。10回の再走でDNAを読んで反復に気づいた回はなく、ARTの発見は最初のキャンペーンで作業役が上流の領域を読んだことに依存しています。「エージェントを大量に走らせれば発見が出る」とは言えず、どの条件で再現するかが次の論点です。

ベンチマークでは、ツールを増やすより、生データを文脈に直接読ませるほうが認識率が上がりました。これはClaude Codeでデータ探索のエージェントを組む場合にも当てはまるかもしれませんが、DNA以外の領域で同じ傾向が出るかは、この論文の範囲外です。

まとめ

ARTの機能は、RTの活性やRNAとの関係を調べる追加実験の結果待ちです。エージェントによる探索の成果は、1回の成功より、再走で同じ発見が出るか、出ないならどの入力条件が違ったかを見ると評価しやすくなります。