Claude descobre um novo sistema enzimático com repetições semelhantes às do CRISPR

Muitas descobertas que revolucionaram a biologia e a medicina começaram com um cientista a reparar em algo estranho na impressionante diversidade de máquinas moleculares encontradas na natureza. As enzimas de restrição, proteínas que cortam o ADN em sequências curtas específicas, foram descobertas nos sistemas imunitários das bactérias, onde destroem o ADN de vírus invasores. Os investigadores perceberam que podiam utilizar estas enzimas para cortar o ADN em locais selecionados e emendar genes de um organismo noutro, o que deu início à indústria da biotecnologia. A Taq polimerase, uma enzima que copia o ADN a altas temperaturas, foi identificada numa bactéria presente numa fonte termal de Yellowstone. Tornou-se a base da PCR, o método de cópia de ADN utilizado na maior parte dos diagnósticos modernos. O CRISPR foi inicialmente identificado como uma sequência repetida invulgar no ADN de certas bactérias e é agora a base dos medicamentos baseados na edição genética.

Na primavera de 2026, a Anthropic formou um grupo de investigação para verificar se os modelos de IA geral podem sistematizar e acelerar tais descobertas. A equipa acredita que esta aceleração resultará do estabelecimento de uma nova forma de realizar investigação biológica, na qual os agentes colaboram com os seres humanos em todas as etapas do processo. O desenvolvimento desta nova forma de trabalhar exigiu a criação de um laboratório dedicado e de uma equipa única responsável por tudo, desde a formação do Claude em biologia até à realização de experiências no laboratório.

Agora, a Anthropic está a partilhar os primeiros resultados de um dos seus primeiros programas de investigação, no qual o Claude descobriu de forma autónoma um novo sistema enzimático associado a uma série de repetições de ADN, um padrão que lembra o CRISPR. Embora a sua função ainda não seja conhecida, o sistema que o Claude descobriu apresenta um conjunto de características que só foram encontradas em conjunto num punhado de outros sistemas, todos eles programáveis e capazes de realizar operações como cortar, copiar e colar ADN. Para além do CRISPR, que já transformou a ciência e a medicina, vários outros sistemas semelhantes encontram-se agora em desenvolvimento como ferramentas promissoras.

O sistema que Claude descobriu baseia-se numa transcriptase reversa (RT), enzimas que copiam o ARN para o ADN. Embora esta RT subjacente, encontrada num fago gigante, já tivesse sido identificada em estudos anteriores, Claude parece ter sido o primeiro a perceber as características distintivas do sistema — um conjunto associado de sequências de ADN não codificantes e uma proteína acessória adicional de função desconhecida.

Após analisar a pré-publicação, Feng Zhang, um dos pioneiros da edição do genoma com CRISPR e professor no MIT e no Broad Institute, afirmou: «Este é um exemplo empolgante de como os agentes de IA podem contribuir para as descobertas biológicas. A identificação de arranjos de repetições de ARN associados a transcriptases reversas é verdadeiramente intrigante e merece uma investigação mais aprofundada. Espero que este trabalho incentive mais cientistas a explorar como a IA pode apoiar a sua investigação.»

A equipa deu ao Claude uma instrução para pesquisar numa enorme base de dados de sequências de ADN novos exemplos interessantes de RTs. O seu envolvimento limitou-se à instrução inicial e ao trabalho de laboratório, enquanto os agentes do Claude vasculharam a base de dados, investigaram as distintas famílias de RTs e utilizaram o seu próprio discernimento para identificar candidatos interessantes. Após 21 horas passadas a pesquisar estes dados por cerca de 950 agentes, utilizando 210 milhões de tokens, um dos agentes detectou algo notável: um padrão repetitivo de sequências de ADN que ocorre junto ao gene de uma RT de aspeto invulgar. Após análises e testes adicionais em laboratório, a equipa reconheceu que este padrão assinalava um sistema enzimático até então não caracterizado, encontrado em bacteriófagos (os vírus que infetam bactérias), ao qual chamaram «transcriptases reversas associadas a matrizes» (ART).

O trabalho da equipa para compreender a função principal das ART está em curso. No entanto, consideram importante partilhar estas descobertas numa fase inicial, tanto para demonstrar as capacidades do Claude como para dar à comunidade em geral uma visão do que estão a desenvolver.

Sobre o laboratório

A equipa é composta por cientistas que dedicaram as suas carreiras à exploração de proteínas invulgares e que se especializam na utilização de abordagens computacionais para ler sistematicamente o ADN, interpretar a sua evolução e selecionar sistemas biológicos para uma caracterização mais aprofundada. A sua investigação antes de se juntarem à Anthropic ajudou a compreender melhor a evolução e a regulação dos sistemas CRISPR, a descobrir novas enzimas para terapias celulares e genéticas de próxima geração e a criar ferramentas para acelerar a identificação de anomalias no ADN, tais como variantes patogénicas humanas. A equipa faz parte da organização de ciências da vida da Anthropic, a par de equipas cujo trabalho inclui a descoberta de medicamentos e a formação do Claude em biologia e química.

O laboratório, localizado na Área da Baía, parece um típico laboratório de biologia molecular. A equipa realiza investigação que envolve apenas os níveis mais baixos de risco de biossegurança (BSL-1 e BSL-2) e não lida com agentes patogénicos que possam infetar seres humanos. Todo o trabalho de laboratório é realizado por cientistas humanos. Embora a equipa tenha experimentado a utilização da IA para acelerar o trabalho de laboratório com iniciativas como o «Model Hardware Standard», esta abordagem é menos propícia ao tipo de fluxos de trabalho ad hoc envolvidos na sua investigação em biologia molecular.

Como a equipa trabalha

Muitos dos seus fluxos de trabalho envolvem a utilização do Claude para pesquisar na vasta coleção de sequências de ADN associadas a proteínas sem função conhecida. Um padrão típico começa com um levantamento de uma determinada família de proteínas. O Claude lê a literatura relevante e reproduz os resultados estabelecidos a partir de dados públicos para verificar os seus métodos. Em seguida, procura membros da família ou vizinhos genómicos que não se enquadrem em nenhum sistema descrito e redige um relatório breve e legível por humanos para cada candidato, propondo uma função e descrevendo as evidências que sustentam as suas afirmações. Em análises de acompanhamento, o Claude avalia criticamente as evidências — normalmente, a maioria dos candidatos é eliminada nesta fase. Uma análise pode terminar com um único candidato que vale a pena testar, ou com nenhum.

Quando um candidato passa na revisão, a equipa testa-o em laboratório, expressando a proteína em estirpes laboratoriais padrão e caracterizando-a bioquimicamente e estruturalmente, com o Claude a ajudar a interpretar os dados. A equipa realiza o seu trabalho no Claude Science e no Claude Code, as mesmas ferramentas disponíveis para qualquer cientista, e, por vezes, com um conjunto de ferramentas próprio que coordena várias sessões do Claude a decorrerem em paralelo.

Como o Claude produz hipóteses de forma tão prolífica, as próprias hipóteses tornaram-se um objeto de estudo para a equipa. Com centenas a milhares de relatórios de candidatos resultantes de uma única campanha, têm-se questionado o que distingue as propostas consideradas dignas de teste daquelas que são postas de lado. O que aprendem é incorporado nas instruções dadas ao Claude e ensina-o a imitar o seu próprio gosto científico.

O Claude descobre a ART

Nos últimos anos, os investigadores descobriram muitas mais transcriptases reversas (RTs), a maioria delas em bactérias, onde atuam como parte do sistema imunitário. Quase todas as famílias de RT foram identificadas através da análise genómica, ou «mineração do genoma», que exige que os investigadores pesquisem bases de dados de sequências em busca de genes que ainda não foram caracterizados por ninguém, identifiquem os que se destacam e determinem a sua função.

Os agentes do Claude reuniram mais de 200 000 RTs, selecionaram 3 500 novos sistemas candidatos e reduziram essa lista aos 20 candidatos mais promissores, que analisaram para produzir relatórios legíveis por humanos. Para um cientista especialista, este tipo de análise pode levar semanas ou meses de trabalho.

Durante a sua investigação, o Claude detetou uma família de RT invulgar e decidiu examiná-la com maior detalhe. Enquanto vasculhava a sequência de ADN bruta próxima da RT, o agente exclamou: «[O ADN junto à RT] é espetacular: consigo ver a olho nu uma matriz de repetições em tandem… isso é uma matriz de repetições… semelhante ao CRISPR?!»

Em seguida, procedeu tal como um cientista humano faria ao deparar-se com uma potencial descoberta. Contou as repetições e mediu o seu espaçamento, comparou a disposição com os sistemas RT conhecidos e pesquisou a literatura para encontrar qualquer relato anterior sobre esse padrão. Após uma análise minuciosa, ficou convencido de que tinha encontrado um novo sistema biológico e apresentou um relatório para revisão humana.

O sistema que encontrou, o ART, ocorre principalmente em bacteriófagos e consiste em três partes: a RT, um gene parceiro ao seu lado e uma longa sequência de repetições de ADN espaçadas uniformemente. A disposição das repetições assemelha-se a uma matriz CRISPR, que contém um conjunto de diferentes sequências de ARN que tornam os sistemas CRISPR-Cas ferramentas biotecnológicas programáveis. As primeiras experiências da equipa mostram que a matriz ART também é expressa como um conjunto de ARNs curtos distintos, sugerindo que algo análogo poderá estar em ação neste sistema.

Estão em curso mais experiências para determinar como o ART funciona, e a equipa está a partilhar estas conclusões preliminares para mostrar à comunidade que o Claude consegue detetar autonomamente anomalias e conduzir análises para dar início a descobertas biológicas.