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79倍效率提升!GPT-5自主攻克分子克隆,AI物理元年正式开启

79倍效率提升!GPT-5自主攻克分子克隆,AI物理元年正式开启 新智元
2025-12-20
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新智元报道
编辑:倾倾

2025年底,OpenAI宣布:AI已正式进入物理实验室,跨越数字与现实的边界。

最新研究显示,GPT-5在无任何人工决策干预下,自主完成五轮实验迭代,提出全新RAPF方案,将分子克隆效率提升79倍。这不是代码模拟,而是真实生物实验的突破性进展。

所有结果均通过测序验证,并在自动化机器人平台上成功复现。这标志着AI首次在受控环境中实现从假设生成、实验设计到优化反馈的科研闭环。

79倍效率提升的双重突破

分子克隆效率长期受限于“组装”与“转化”两大瓶颈。GPT-5针对这两个环节分别实现跨越式优化,最终达成乘法级增益。

颠覆传统的“暴力”转化法

传统实验中,感受态细胞极为脆弱,操作需轻柔避免震荡。GPT-5反向设计T7优化法:通过离心浓缩细胞,减少液体体积后加入DNA,显著提高细胞与DNA碰撞概率。

该方法使转化效率提升超30倍,证明AI可突破人类经验束缚,直击物理本质。

纳米级“红娘”蛋白协同作用

GPT-5自主设计RAPF-HiFi方案,在酶促组装环节引入两种罕见联用蛋白:

  • gp32蛋白:稳定并拉直DNA单链,消除二级结构干扰;
  • RecA蛋白:驱动同源搜索,引导精准配对。

二者协同工作,使组装效率较基准HiFi方案提升约2.6倍。

RAPF-HiFi机制示意图:gp32理顺DNA链,RecA完成匹配,升温后辅助蛋白脱离,聚合酶补链、连接酶封口,实现高效组装。

乘法效应:叠加优化释放巨大潜力

2.6倍组装提升与30.4倍转化提升形成正向叠加,最终实现端到端79倍效率增长。

实验员以往需重复数十次才能获得的目标克隆,如今一次即可成功。

五轮自主迭代:AI如何进化为科学家

GPT-5并非检索已有知识,而是通过五轮“实验-反馈-优化”循环自主演化出最优方案。

拒绝幻觉,接受现实检验

初期多个理论合理方案在实际测试中失败。但GPT-5具备强大学习能力,能分析失败数据并快速调整方向。

优化轨迹图显示,模型逐步淘汰无效路径,第三轮后锁定高效机制。

从猜答案到设计机制

第三至第四轮,GPT-5展现出深度推理能力,主动提议引入gp32与RecA蛋白,并精确规划反应流程:

  • 50°C预反应;
  • 降温至37°C启动RecA配对;
  • 再次升温至50°C使辅助蛋白失活;
  • 聚合酶完成最终合成。

这种对多维变量的精准控制,体现其已具备科学级逻辑架构能力。

零人工干预的科研闭环

在整个五轮迭代中,人类仅负责执行与记录,不参与方案设计或决策判断。

关键路径的选择完全由AI基于实验反馈自主完成,标志着其在限定框架内已具备独立科研能力。

AI大脑+机器人双手:打通数字与物理世界

为验证普适性,OpenAI采用Robot on Rails自动化系统,彻底排除人为“手感”影响。

GPT-5通过中间层将自然语言协议(如“4°C下3000g离心5分钟”)转化为机器人可执行指令。

系统配备视觉识别模块,可实时定位孔板、离心管等耗材,即使位置偏移也能准确操作。

对比实验表明,机器人执行R8方案后,虽绝对产量略低于人工,但性能提升趋势高度一致。

这意味着,AI指令已能可靠转化为物理动作,科学发现的瓶颈正从人力转向算力与电力。

未来科学家的角色重构

本次实验严格限定在良性系统内,全程受控于安全框架,凸显对AI潜在风险的审慎态度。

当AI承担90%重复性优化任务,人类科学家将从“实验操作工”升级为“科学架构师”。

他们不再纠缠于试剂配比,而是聚焦于更高维度的科研命题设计。

这一节点揭示了一个不可逆趋势:AI与物理世界之间已建立起可持续的反馈回路。

当代码真正流入试管,一个全新的科研时代已然开启。

【声明】内容源于网络
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