Anthropic използва Claude, за да разкрие непозната структура на бактериален протеин
Изследователи от Anthropic използваха AI модела Claude, за да реконструират за първи път триизмерната структура на т.нар. вортексна частица (vault particle), открита при бактерии и бактериофаги. Откритието разкрива непознат досега клон на тези необичайни протеинови комплекси и може да помогне на учените да разберат по-добре структури, които се срещат и в човешките клетки.
Вортексните частици са кухи структури с форма на бъчва, които озадачават биолозите от близо четири десетилетия. Те са открити за първи път през 1986 г. от Леонард Роум и Нанси Кедерша. Въпреки големите си размери и широкото си разпространение сред сложните организми, предназначението им все още не е установено.
При бозайниците тези структури са изградени от 78 копия на основен протеин, подредени в две симетрични половини. Учените предполагат, че могат да участват в преноса на вещества в клетките, защитата срещу лекарства или имунните реакции. Досега обаче няма убедителни експериментални доказателства за нито една от тези функции.
Новото изследване показва, че подобни протеинови комплекси съществуват и при бактерии, както и при бактериофаги – вируси, които заразяват бактерии и използват техния клетъчен механизъм за размножаване.
Екипът на Anthropic започва с мащабно търсене сред около 15 милиарда прогнозирани протеинови последователности. Така изследователите откриват потенциални родственици на вортексните протеини в 29 основни групи бактерии и четири групи археи. След това подбират 44 кандидата за лабораторни експерименти.
Седем от 15-те успешно произведени протеина се самоорганизират в структури, наподобяващи вортексните частици. Чрез криоелектронна микроскопия учените потвърждават формата на четири от тях. Два произхождат от бактерии, а другите два – от бактериофаги.
За по-подробното изследване е избран протеинът L05 от бактериофаг. Той се самоорганизира в завършена структура, съдържаща 96 еднакви протеинови копия. Частицата е дълга около 54 нанометра и широка 45 нанометра, а молекулната ѝ маса достига приблизително 9,5 мегадалтона.
Въпреки че е по-къса от познатите структури при бозайниците, бактериалната частица има около 25% по-голям вътрешен обем. Изследователите успяват да създадат и още по-голяма версия, като добавят два повтарящи се сегмента към протеина. Това увеличава обема на затвореното пространство с приблизително 20%.
Резултатите дават насоки за това как дублирането на протеинови сегменти може да е допринесло за еволюцията на вортексните структури и разнообразието в техните размери.
Claude участва в различни етапи от работата – от търсенето на подходящи протеини и проектирането на ДНК последователности до лабораторното пречистване и анализа на микроскопските изображения.
Един от съществените приноси на AI модела е свързан с опростяването на процеса по изолиране на частиците. Традиционните методи отнемат около три дни, но екипът разработва подход с хроматография, който съкращава процедурата до приблизително 90 минути. Claude помага за избора на подходящо оборудване и оптимизирането на експерименталния протокол.
Изкуственият интелект участва и в обработката на данните от криоелектронната микроскопия. Първият цялостен структурен модел е готов за 34 часа, докато традиционният анализ би могъл да отнеме няколко седмици.
Работата обаче показва и ограниченията на технологията. В един от експериментите Claude предлага добавка, която пречи на доставянето на ДНК и забавя изследването с две седмици. В друг случай моделът пропуска стандартна стъпка при обработката на данните и създава неточна структурна карта.
Учените успяват да отстранят проблемите с допълнителна проверка и човешка намеса. Те споделят и наблюденията от лабораторната работа с екипа на Anthropic с цел подобряване на бъдещото представяне на Claude.
Въпреки постигнатия напредък основният въпрос остава без отговор – каква точно е функцията на вортексните частици в живите организми. Новата структура дава на учените възможност да изследват тези комплекси в по-достъпна лабораторна среда, но биологичната им роля все още предстои да бъде изяснена.
Ако вярвате в правото си на обективна информация, подкрепете ни.
Вашето дарение от всякакъв размер и по всяко време означава много за нас.
Скъпи читатели,
Днес, повече от всякога, независимата журналистика има нужда от вас.
В мисията си да предоставяме обективни, достоверни и навременни новини разчитаме на вашата подкрепа.
Ако вярвате в правото си на обективна информация, подкрепете ни.
Ако вярвате в правото си на обективна информация, подкрепете ни.
Вашето дарение от всякакъв размер и по всяко време означава много за нас.
Скъпи читатели,
Днес, повече от всякога, независимата журналистика има нужда от вас.
В мисията си да предоставяме обективни, достоверни и навременни новини разчитаме на вашата подкрепа.
Ако вярвате в правото си на обективна информация, подкрепете ни.
Post Comment