Anthropic usa Claude para mostrar que las proteínas de bacterias y fagos forman bóvedas

Anthropic presentó los resultados el 4 de noviembre de 2026, que muestran que los homólogos procariotas y de bacteriófagos de la proteína principal de la bóveda pueden ensamblarse para formar partículas de bóveda cuando se producen en E. coli. Claude ayudó al equipo a determinar la estructura de una cápside derivada de un bacteriófago con una resolución nominal de 3,2 ångströms.

Las bóvedas son grandes cápsulas proteicas huecas cuya función biológica aún se desconoce. Producir partículas relacionadas en bacterias ofrece a los investigadores un sistema de crecimiento más rápido para estudiar su ensamblaje, contenido y origen. Anthropic describe el resultado obtenido con L05 como la primera estructura tridimensional de una partícula de bóveda hallada en células procariotas. El trabajo establece cómo se ensamblan y cuál es su arquitectura, pero deja sin resolver su función biológica.

De la búsqueda de proteínas a la confirmación de las bóvedas

Con Claude Science, los investigadores buscaron en una base de datos de aproximadamente 15.000 millones de proteínas predichas. Encontraron homólogos de la proteína principal de la bóveda en 29 filos bacterianos y cuatro filos arqueanos, aunque estas proteínas aparecían en menos del 1 % de las especies cuyos genomas se habían secuenciado. Por tanto, la búsqueda mostró que estas proteínas son poco frecuentes, pero están ampliamente distribuidas.

Los investigadores seleccionaron 44 proteínas para probar su expresión sin células antes de llevar los candidatos más prometedores a E. coli. Quince de los 24 candidatos produjeron proteínas solubles, y siete de esos 15 formaron partículas similares a bóvedas observadas mediante microscopía electrónica. La microscopía crioelectrónica confirmó la forma de bóveda en cuatro de ellas: dos derivadas de fagos y dos de bacterias.

La partícula L05 derivada de un fago se seleccionó para un análisis estructural detallado porque estaba entre las que mejor formaban partículas completas y cerradas. Esta elección permitió que el proyecto pasara de detectar objetos con forma de barril en imágenes microscópicas a examinar cómo encajan las cadenas proteicas individuales y dónde podía modificarse la cápsula.

Ingeniería de la cápsula L05

L05 contiene 96 copias de una misma proteína, dispuestas en dos mitades con 48 copias cada una. Las bóvedas de mamíferos contienen 78 copias, con 39 en cada mitad. Cada proteína L05 tiene siete segmentos repetidos en la pared, frente a los nueve de la proteína principal de la bóveda humana. La cápsula resultante es más corta y ancha que la bóveda humana, pero encierra aproximadamente un 25 % más de volumen.

Su tapa se cierra en tres etapas. Dentro de cada grupo de tres copias de proteínas vecinas, una termina en el primer nivel, otra en el segundo y la tercera continúa hasta la punta. Las copias son idénticas a lo largo de la pared, pero adoptan conformaciones distintas a medida que la tapa se estrecha.

Para investigar qué contactos son necesarios para el ensamblaje, el equipo creó 15 versiones modificadas de L05, cambiando sobre todo puntos de contacto entre copias vecinas. Algunas sustituciones individuales cerca de la unión de la pared o de la tapa dieron lugar a partículas abiertas, con forma de roseta, o a agregados, en lugar de bóvedas cerradas; así se identificaron las regiones necesarias para sellar la cápsula.

La duplicación de dos segmentos de la pared dio a L05 nueve repeticiones y produjo partículas cerradas con aproximadamente un 20 % más de volumen interno. Los autores interpretan este resultado como evidencia de que duplicar repeticiones puede ajustar el tamaño de la bóveda sin impedir su ensamblaje, lo que ofrece una posible vía para crear nanocápsulas de tamaño ajustable. La encapsulación y la administración de cargas se proponen como posibles líneas de ingeniería; el resultado demostrado es el control de la geometría de la cápsula.

El papel de Claude y los límites experimentales

Los investigadores seleccionaron por sí mismos las proteínas candidatas. Claude convirtió las secuencias de proteínas elegidas en diseños de ADN adaptados a los organismos huéspedes en los que se expresarían, añadió secuencias reguladoras de genes y preparó los diseños para encargarlos.

La purificación ofreció una de las comparaciones de tiempo más claras. Según Anthropic, su método optimizado de cromatografía de exclusión por tamaño redujo a unos 90 minutos el tiempo desde las células hasta una rejilla de microscopía, frente a los aproximadamente tres días que requiere el método convencional de gradiente de azúcar desarrollado para las bóvedas eucariotas. En las columnas de separación por tamaño, las partículas demasiado grandes para entrar en las perlas porosas salen primero, mientras que las moléculas más pequeñas se retrasan.

Al principio, Claude desaconsejó ese método porque los agregados de proteínas podían salir en el mismo volumen de exclusión. Posteriormente, ayudó a recomendar una columna, métodos para seguir la proteína y comprobar la formación de partículas, y la carga directa del contenido de células rotas sin purificación previa.

Para el procesamiento estructural, Claude operó dentro de un entorno interno multiagente con recursos informáticos internos. Configuró y ejecutó el flujo de trabajo de código abierto RELION, mientras los investigadores orientaban las decisiones analíticas. Anthropic informa que el primer modelo completo estuvo listo después de 34 horas y que los mapas finales se obtuvieron aproximadamente una semana después del inicio del procesamiento; además, calcula que, de otro modo, un modelo inicial habría tardado semanas. El proyecto duró menos de cuatro meses.

Varios modelos e interfaces de Claude, incluidos Claude Science y Claude Code, escribieron el código del estudio y realizaron sus análisis computacionales; los autores dirigieron el trabajo y asumieron la responsabilidad por su contenido. Anthropic afirma que un laboratorio típico podría realizar la mayoría de los pasos con los productos de Claude disponibles actualmente, aunque el análisis crioelectrónico en paralelo utilizó cientos de GPU, más de las que podrían tener a su disposición muchas instituciones académicas.

El flujo de trabajo también produjo errores importantes. Un protocolo redactado por Claude especificaba un aditivo para el medio de cultivo que interfería con la introducción de ADN en las células y retrasó el proyecto dos semanas. En una primera ejecución de crio-EM se omitió un paso estándar y se generó un mapa defectuoso, mezclado con su imagen especular. Anthropic compartió las notas de laboratorio con sus investigadores de entrenamiento de modelos y afirma que los modelos posteriores de Claude parecían cometer menos errores al diseñar ADN e identificar con mayor eficacia los problemas experimentales.

Cada copia de la proteína L05 también contiene una cavidad con densidad sin resolver correspondiente a una molécula pequeña no identificada. El informe técnico describe una búsqueda computacional entre 25.000 moléculas que identificó la coenzima A o un derivado como ligando candidato. No se ha confirmado ni la identidad de la molécula ni ninguna implicación funcional.

Hasta ahora, las partículas solo se han producido en E. coli, y los investigadores no han comprobado si se forman en las bacterias y los fagos donde las proteínas aparecen de manera natural. Anthropic ha enviado el informe técnico a bioRxiv y prevé publicar más adelante las estructuras y datos adicionales.

El avance inmediato consiste en el control experimental de una familia de cubiertas proteicas que ahora pueden producirse en bacterias, cartografiarse en detalle y redimensionarse mediante la duplicación de repeticiones. La pregunta más amplia sigue siendo biológica: si ese sistema más sencillo y el ligando no identificado pueden ayudar a explicar la función de los vaults, y si las partículas se ensamblan en los organismos donde sus genes aparecen de manera natural.