Taalmodel Claude vindt CRISPR-achtig systeem, maar hype is voorbarig

Het AI-bedrijf Anthropic maakte deze week bekend dat zijn taalmodel Claude een nieuw enzymsysteem heeft gevonden met kenmerken die lijken op CRISPR. Op sociale media en in de pers werd de vondst meteen vergeleken met de baanbrekende ontdekking die in 2020 een Nobelprijs opleverde. Wetenschappers zetten daar nu grote vraagtekens bij: de vondst is interessant, maar staat qua betekenis dichter bij een eerste signalering uit 1987 dan bij een doorbraak in gentechnologie.

Hoe Claude de vondst deed

Anthropic liet Claude een enorme DNA-databank doorzoeken naar onbekende varianten van reverse transcriptase, een enzym dat RNA omzet in DNA. Normaal gebeurt het omgekeerde: DNA wordt afgelezen tot RNA. Reverse transcriptase is voor onderzoekers extra interessant omdat het een sleutelrol speelt in bestaande gentechnieken, zoals het toevoegen van specifieke stukjes DNA aan een genoom. Claude doorzocht de databank met behulp van AI-agents en vond ongeveer tweehonderdduizend mogelijke reverse-transcriptase-sequenties. Bij het bestuderen van een familie van deze enzymen in virussen die bacteriën infecteren, stuitte een van de agents op een reeks herhaalde DNA-stukjes vlak naast het gen voor het enzym. Die herhalingen leken sterk op de kenmerkende repeats van CRISPR-systemen. Anthropic noemt de vondst inmiddels array-associated reverse transcriptases, kortweg ART.

Waarom de vergelijking met CRISPR mank gaat

Dat er herhaalde DNA-sequenties naast een reverse-transcriptasegen zitten, is op zichzelf een aardige waarneming. Vergelijkbare herhalingen werden voor het eerst gezien in de bacterie E. coli, in 1987, door Japanse onderzoekers. Pas jaren later, in 2005, legde de Spaanse onderzoeker Francisco Mojica de link tussen die herhalingen en stukjes viraal DNA: het bleek te gaan om een afweersysteem van bacteriën tegen virussen. De echte doorbraak kwam in 2012, toen Jennifer Doudna en collega's ontdekten hoe je het CRISPR-eiwit Cas9 kunt sturen met kunstmatig RNA om DNA op een gewenste plek te knippen. Dát moment veranderde de biologie fundamenteel en leverde in 2020 de Nobelprijs op.

Volgens critici in vakblad New Scientist hoort de vondst van Claude qua impact bij de waarneming uit 1987, niet bij de doorbraak van 2012. Ook is de vondst niet te vergelijken met AlphaFold, het AI-systeem van DeepMind dat de vorm van eiwitten voorspelt en al breed wordt gebruikt in onderzoek naar medicijnen en ziektes.

Wat een nieuw enzymsysteem uiteindelijk oplevert

Er bestaan al veel varianten van CRISPR en vergelijkbare natuurlijke systemen die bruikbaar zijn voor gentechnologie. Sommige zijn in het lab flink aangepast. Zo zijn er inmiddels prime editors: een combinatie van reverse transcriptase en een deel van het Cas9-eiwit, waarmee onderzoekers gericht stukjes DNA kunnen toevoegen zonder de dubbele DNA-streng te knippen. Het is dus niet nieuw om reverse transcriptase in te zetten voor gentechnologie. Het is knap dat een large language model als Claude zelfstandig door miljoenen DNA-sequenties kon zoeken en een onbekend patroon opmerkte. Of het ART-systeem straks een unieke rol kan spelen in gentherapie, moet nog blijken uit vervolgonderzoek. In het gunstigste geval levert het een extra gereedschap op in de snel groeiende gereedschapskist van de gentechnologie – niet de volgende CRISPR-revolutie.