Anthropic은 Claude가 박테리오파지 DNA에서 간과됐던 배열을 찾아냈다고 밝혔습니다. 역전사효소 유전자 옆에 파트너 유전자와 긴 반복 배열이 붙어 있는 구조입니다. 박테리오파지는 세균을 감염시키는 바이러스이며, 역전사효소는 RNA를 DNA로 복사하는 효소입니다. 회사는 제안된 계열을 배열 연관 역전사효소, 즉 ART라고 부릅니다. 9월 23일 발표에서는 이 반복 패턴을 CRISPR와 비교합니다. CRISPR는 널리 쓰이는 유전자 편집 도구의 기반이 된 세균의 시스템입니다.

이 비교는 유전자 서열의 형태를 설명합니다. Anthropic의 연구 프리프린트에서는 이 배열에서 짧은 RNA가 만들어진다는 증거를 제시하지만, ART 역전사효소가 활성화되는지, 그 RNA를 사용하는지, 파지 안에서 어떤 기능을 하는지는 아직 입증하지 못했다고 밝힙니다. 프로그래밍 가능한 편집을 시연했다는 보고도 없습니다.

큰 변화

  • 바뀐 점: 이 회사 주도 연구에서 대규모 서열 검색을 수행하던 AI 에이전트가 자신들이 조사하도록 지정받은 단백질 특성의 범위를 벗어난 DNA 패턴을 발견했습니다. 이후 인간 연구자들이 그 후보를 조사하고 RNA 산물을 측정했습니다.
  • 중요한 이유: 방대한 유전체 데이터베이스를 살피는 연구자는 에이전트를 활용해 실험실에서 후속 조사할 만한 특이한 배열을 찾아낼 수 있습니다. 여기서 AI가 한 일은 일부 실험으로 뒷받침된 연구 단서를 찾은 것이며, 효소의 활성과 생물학적 역할은 여전히 밝혀지지 않았습니다.
  • 지켜볼 점: 다음으로 중요한 결과는 단백질이 역전사효소로 작동하는지, 짧은 RNA가 그 기질인지, 파트너 단백질이 어떤 역할을 하는지에 관한 것입니다. ART가 무엇을 하는지 확인한 뒤에야 유전자 편집 응용 가능성을 평가할 수 있습니다.

Claude가 서열에서 찾아낸 것

Peter Yoon과 Anthropic 동료들이 발표한 프리프린트에서는 약 19억 개의 단백질 클러스터를 검색했다고 설명합니다. 저자들에 따르면 Claude Mythos 5를 실행한 에이전트는 역전사효소 클러스터 약 20만 개를 찾아내고, 그 주변에서 발견된 후보 유전자를 조사했습니다. 검색은 949개 에이전트 세션에 걸쳐 21.5시간 동안 진행됐습니다. 인간 과학자들이 연구의 방향을 정했고, 에이전트들은 계산 검색을 수행한 뒤 검토용 보고서를 제출했습니다.

한 에이전트는 파지 역전사효소 옆의 DNA에서 예상 밖의 단서를 추적했습니다. 서로 다른 서열 구간 사이에 반복되는 서열이 이어지는 것을 발견하고, 간격을 살펴본 뒤 알려진 시스템과 배열을 비교했습니다. 역전사효소 자체는 이전 연구에서도 보고됐습니다. 새로 발견했다고 주장하는 것은 그 단백질과 반복 배열, 그리고 기능이 아직 알려지지 않은 인접 파트너 유전자가 결합된 구조입니다.

연구진은 관련 역전사효소 클러스터 95개를 찾았고, 그중 28개 옆에서 배열을 확인했습니다. 반복 서열은 CRISPR 배열에서 눈에 띄는 특징 하나와 닮았지만, 논문에 따르면 주변에는 cas 유전자가 없고 사이에 끼어든 서열의 간격과 보존 양상도 다릅니다. 따라서 서열의 유사성은 조사할 단서이지, ART가 CRISPR와 같은 메커니즘을 쓴다는 증거는 아닙니다.

실험으로 확인된 것

연구진은 2022년 파지 SA1 감염 연구의 RNA 데이터를 다시 분석했습니다. 분석 결과 ART 배열은 감염 중 전사돼 더 짧은 RNA 분자를 만들어 냈습니다. 별도의 실험실 발현 실험에서도 배열에서 유래한 짧은 RNA가 확인됐다고 보고했습니다. 이 관찰은 배열에서 서로 구분되는 RNA가 만들어진다는 점을 뒷받침합니다.

하지만 이 결과만으로 제안된 메커니즘의 다음 단계까지 입증되지는 않습니다. 프리프린트의 논의 부분에서 저자들은 역전사효소 활성이나 배열 RNA가 그 기질이라는 점을 아직 보여 주지 못했다고 명시합니다. 파트너 단백질과의 상호작용 및 파지에서 이 시스템이 하는 역할도 미해결 상태로 남아 있습니다. 논문에서 제안한 레트론 유사 모델은 가설입니다. 따라서 ART가 특정 DNA 표적을 자르거나 편집한다고 주장할 근거는 아직 없습니다.

Anthropic은 프리프린트를 검토한 CRISPR 연구자 Feng Zhang의 논평을 공개했습니다. 그는 역전사효소와 연관된 RNA 반복 배열이 흥미롭다고 평가했습니다. 그가 밝힌 결론은 추가 조사가 필요하다는 것이었습니다. 이는 독립적인 재현 결과도, ART가 유전자 편집 도구라는 발견도 아닙니다.

반복성에 한계가 있는 발견 단서

논문은 AI 검색 자체도 시험합니다. 저자들이 보고한 대규모 검색을 열 차례 다시 실행했을 때 에이전트들은 배열을 찾아내지 못했습니다. 관련 DNA를 모델의 입력 맥락에 직접 넣은 더 좁은 실험에서는 성능이 더 뛰어난 모델이 훨씬 자주 배열을 식별했습니다. 서열이 도구 뒤의 파일에 있을 때는 패턴을 드러낼 만큼 DNA를 충분히 읽지 않은 시도도 있었습니다. 이 차이가 중요한 이유는 모델이 특징을 마주쳤을 때 알아볼 수는 있었지만, 전체 검색 과정이 적절한 서열을 모델에 안정적으로 제시하지 못했기 때문입니다.

회사 주도 프리프린트는 다른 연구자들이 검증하고 확장할 수 있도록 구체적인 서열 배열과 RNA 관찰 결과를 제시합니다. 이 기사에서 검토한 자료에는 9월 23일 기준 독립적인 재현 결과가 보고되지 않았습니다. ART는 기능이 아직 규명되지 않은 후보 시스템입니다.