AutoDNA：AIエージェントが11,382ステップのDNA実験を実行、人間は試薬の補充だけ

今週、2つの異なる研究室で、人工知能は実験を提案する段階を越え、自ら実験を行うようになった。11月4日、学術誌Natureは上海交通大学の論文を掲載した。AIエージェントが20台以上の機器を操り、分子生物学の実験を計画・実行する実験室「AutoDNA」についてで、人間は主に試薬の補充と機器の保守を担う。同日、Anthropicは、同社のモデルClaudeがヴォールト粒子——中空のタンパク質の殻——の初の三次元構造の解明に貢献したと報告した。この粒子の機能は1986年の発見以来、解明されていない。2つの発表はほぼあらゆる点で異なる。1つは査読付き論文、もう1つはプレプリントについての企業ブログ記事だ。しかし両者は同じ変化を指し示している。科学において最も時間のかかる部分が、実験を思いつくことから、実験を実行することへと移りつつあるのだ。

AutoDNAの数字は、思わず読み返してしまうものだ。このシステムは20種類以上の機器を自律的に調整し、11,000以上のステップでDNAを扱う基本操作——DNAの合成、RNAへの転写、増幅、配列の読み取り——を実行する。チームは4つの課題でこれを試した。合成したDNAの品質は人間の専門家と同等だった。複数のプロトコルを並行して実行し、逐次実行より3.2倍速かった。デジタルデータをDNAに保存し、誤りなく読み戻した——78本のDNA鎖に「Intelligence is the ability to adapt to change」（知性とは変化に適応する能力である）という一文を符号化したのだ。そして患者サンプルからがん関連変異KRAS G13Dを発見し、確認した。チームの報告によれば、最も長い1回の実行は約203.5時間、およそ8日半に及び、ハードウェアのステップ数は11,382だった。その間ずっと、人間はチーム自身の表現によれば「実験廃棄物の定期的な処理と試薬の補充にほぼ限定」され、システムに促されたときだけ動いた。

Anthropicのヴォールト粒子の話は規模こそ小さいが、内容はさらに奇妙だ。ヴォールトは人体のほぼすべての細胞に存在する中空のタンパク質の殻で、リボソームの約3倍の質量がありながら、何をするものか誰も知らない。チームの指示のもと、Claudeは約150億個の予測タンパク質のデータベースを検索し、候補のDNAを設計し、粒子を分離するより速い方法を提案し、顕微鏡画像を三次元モデルに変換するソフトウェアを実行した。その結果、バクテリオファージのタンパク質からなるヴォールトとして初の構造が得られた。L05と名付けられた単一タンパク質96コピーからなり、内部の空間は78コピーからなるヒトのものより約25%広い。従来3日かかる精製が約90分で済み、最初の構造モデルは34時間後に完成した。チームの見積もりでは通常なら数週間かかるところだ。プロジェクト全体は4か月足らずで完了した。

印象的なのは、両チームともまだ失敗する点を率直に認めていることだ。AutoDNAは実験全体で14件のハードウェアエラーを記録し、8件はシステムが自力で修復し、6件は人手を要した。チームは、大規模言語モデルに組み込まれたランダム性により、同じ計画でも実行のたびに結果が変わりうること、そしてこのシステムはまだ生きた動物での実験ができないことを警告している。Claudeのミスも実際に時間を奪った。Claudeが書いたプロトコルは、作業の一部を妨げる添加物を含む培地を要求し、チームは約2週間後退した。顕微鏡画像の解析の初期には標準的な手順を飛ばし、鏡像と混ざった欠陥のある地図を作り出し、チームが「うまくいかない場合を除き、普通のことをしてください」と即興をやめさせるまで続いた。

NatureがAutoDNA論文とともに掲載した解説で、スタンフォード大学のデータサイエンティスト、ジェームズ・ゾウは核心を率直に述べた。AIシステムは有望な生物活性分子を数分で設計できるかもしれないが、その試験には数週間から数か月かかる。上海の研究は「実験を提案することと実行することの間のギャップを埋め始めることができる」というのだ。ノースカロライナ州立大学の化学工学者ミラド・アボルハサニは、AutoDNAをその自律性の高さにおいて「注目に値する」と評し、「科学の未来には多くの自律実験室が関わることになるだろう」と述べた。どちらの判断も正しいが、どちらも今最も重要な問いを過小評価している。1回のデモンストレーションは1つの学問分野ではない。AutoDNAは2025年7月にプレプリントとして初めて登場し、Natureに掲載されるまで約1年の査読を経た。今週の真の試練は、1つの研究室が11,382ステップを実行できるかどうかではない。第2の研究室が——原著者たちがその場にいなくても——同じ技を再現できるかどうか、そして結果が持ちこたえるかどうかだ。それが、目を引く論文と新しい科学のやり方との境界線であり、この先1年で、私たちがその境界線のどちら側にいるかが明らかになる。