Claude помогла ученым впервые определить 3D-структуру vault-частиц бактерий и архей
Языковая модель Claude от Anthropic помогла исследователям впервые определить трехмерное строение белковых частиц vault у прокариот. Эти загадочные полые оболочки известны почти 40 лет, но их роль остается неясной. Claude участвовал во всех этапах: от подбора белков до анализа снимков криоэлектронной микроскопии.
Коротко
- С помощью Claude впервые получены четыре трёхмерные структуры vault-частиц прокариот — две бактериальные и две из фагов.
- Vault-частица из фага L05 короче человеческой, но её внутренний объем на 25% больше; добавление повторов в белок еще увеличило объем на 20%.
- Claude допустила ошибки в протоколе и обработке данных, но после дообучения на лабораторных заметках стала лучше готовить ДНК-конструкции.
Белковые оболочки vault, похожие на бочки, впервые нашли в клетках млекопитающих в 1986 году. У человека такой комплекс собран из 78 копий основного белка и образует две симметричные половины. Vault-частицы встречаются у многих эукариот — от грибов до человека.
Ученые предполагают, что они могут участвовать в транспорте молекул, защите от токсинов или работе иммунитета, но достоверной функции не установлено. Мыши без vault выживают, поэтому, вероятно, структура нужна лишь в специфических условиях. В новой работе коллектив при участии Claude исследовал vault у прокариот — бактерий и архей.
Из 44 отобранных белков модель перевела информацию об их строении в последовательности ДНК. Эти конструкции сначала проверили в бесклеточной системе, затем перенесли в E. coli.
Из 24 проверенных вариантов 15 дали растворимый белок, семь сформировали частицы, похожие на vault, а криоэлектронная микроскопия подтвердила структуру четырех кандидатов. Два подтвержденных варианта происходили от бактерий, два — от бактериофагов. Для детального анализа выбрали белок L05 из фага.
Его частица состоит из 96 копий — по 48 в каждой половине. Размеры 54×45 нанометров, молекулярная масса 9,5 мегадальтона. L05 короче человеческих vault, но за счет более сферической формы внутренний объем на 25% больше.
Добавив в белок два повторяющихся сегмента, исследователи получили частицу с объемом еще на 20% крупнее. Claude также обнаружила в каждой копии небольшую неидентифицированную молекулу. В Anthropic отметили, что ошибки модели были заметны.
Один из компонентов предложенного ею протокола мешал доставке ДНК в клетки, и это задержало исследование на две недели. При обработке данных микроскопии Claude пропустила стандартный этап и построила неверную структуру. Ошибки исправили вручную, а лабораторные заметки передали команде Anthropic.
После получения обратной связи Claude стала точнее готовить ДНК-конструкции и замечать потенциальные проблемы эксперимента. Пока частицы удалось получить только в лабораторной культуре E. coli.
Следующий шаг — выяснить, какую роль vault играют в живых организмах и почему похожие комплексы встречаются у столь разных форм жизни. В Anthropic рассчитывают, что изучение бактериальных вариантов поможет пролить свет и на функцию vault в клетках человека.
Источник: Хайтек+
