A Anthropic usa Claude para mostrar que proteínas bacterianas e de fagos formam vaults

A Anthropic divulgou os resultados em 4 de novembro de 2026, mostrando que proteínas aparentadas à proteína principal dos vaults, encontradas em procariotos e bacteriófagos, podem se organizar em partículas vault quando produzidas em E. coli. Claude ajudou a equipe a mapear um invólucro derivado de bacteriófago com resolução nominal de 3,2 ångströms.

Os vaults são grandes invólucros proteicos ocos cuja função biológica ainda é desconhecida. Produzir partículas aparentadas em bactérias oferece aos pesquisadores um sistema de crescimento mais rápido para investigar sua montagem, seu conteúdo e suas origens. A Anthropic descreve o resultado com L05 como a primeira estrutura 3D de uma partícula vault encontrada em células procariotas. O trabalho estabelece como ocorre a montagem e qual é a arquitetura, mas deixa sem resposta a questão da função biológica.

Da busca por proteínas à confirmação dos vaults

Usando Claude Science, os pesquisadores buscaram em um banco de dados com aproximadamente 15 bilhões de proteínas previstas. Encontraram homólogos da proteína principal dos vaults em 29 filos bacterianos e quatro filos arqueanos, embora essas proteínas aparecessem em menos de 1% das espécies com genomas sequenciados. A busca mostrou, portanto, que essas proteínas são raras, mas amplamente distribuídas.

Os pesquisadores selecionaram 44 proteínas para testes de expressão sem células antes de levar os candidatos mais promissores a E. coli. Quinze dos 24 candidatos produziram proteína solúvel, e sete desses 15 formaram partículas semelhantes a vaults observadas por microscopia eletrônica. A criomicroscopia eletrônica confirmou o formato de vault em quatro delas: duas derivadas de fagos e duas de bactérias.

A partícula L05 derivada de fago foi selecionada para análise estrutural detalhada porque estava entre as que melhor formavam partículas completas e fechadas. Essa escolha levou o projeto além da detecção de objetos em forma de barril nas imagens de microscopia, permitindo examinar como as cadeias proteicas individuais se encaixam e em que pontos o invólucro poderia ser modificado.

Engenharia do invólucro L05

L05 contém 96 cópias de uma proteína, organizadas em duas metades com 48 cópias cada. Os vaults de mamíferos contêm 78 cópias, com 39 em cada metade. Cada proteína L05 tem sete segmentos repetidos na parede, em comparação com os nove da proteína principal dos vaults humanos. O invólucro resultante é mais baixo e mais largo que o vault humano, mas encerra aproximadamente 25% mais volume.

A tampa se fecha em três etapas. Em cada grupo de três cópias proteicas vizinhas, uma termina no primeiro nível, outra no segundo e a terceira se estende até a ponta. As cópias são idênticas ao longo da parede, mas adotam conformações diferentes à medida que a tampa se estreita.

Para investigar quais contatos são necessários à montagem, a equipe criou 15 versões modificadas de L05, alterando principalmente os pontos de contato entre cópias vizinhas. Algumas substituições isoladas perto da junção da parede ou da tampa produziram partículas abertas, semelhantes a rosetas, ou agregados, em vez de vaults fechados, identificando regiões necessárias para selar o invólucro.

A duplicação de dois segmentos da parede deu a L05 nove repetições e produziu partículas fechadas com aproximadamente 20% mais volume interno. Os autores interpretam esse resultado como evidência de que a duplicação de repetições pode ajustar o tamanho do vault sem impedir sua montagem, oferecendo uma possível maneira de criar nanocápsulas com tamanho ajustável. O encapsulamento e a entrega de cargas são propostas de engenharia para o futuro; o resultado demonstrado é o controle da geometria do invólucro.

O papel de Claude e os limites experimentais

Os próprios pesquisadores selecionaram as proteínas candidatas. Claude converteu as sequências proteicas escolhidas em projetos de DNA adaptados aos organismos hospedeiros usados para expressá-las, acrescentou sequências reguladoras de genes e preparou os projetos para encomenda.

A purificação proporcionou uma das comparações de tempo mais claras. Segundo a Anthropic, seu método otimizado de cromatografia de exclusão por tamanho reduziu para cerca de 90 minutos o tempo entre as células e a grade de microscopia, em comparação com aproximadamente três dias pelo método convencional de gradiente de açúcar, desenvolvido para vaults eucarióticos. Nas colunas de separação por tamanho, as partículas grandes demais para entrar nos grânulos porosos saem primeiro, enquanto as moléculas menores ficam retidas por mais tempo.

Inicialmente, Claude argumentou contra essa abordagem porque agregados de proteínas poderiam sair na mesma fração de volume excluído. Depois, ajudou a recomendar uma coluna, métodos para acompanhar a proteína e verificar a formação de partículas, além do carregamento direto do conteúdo das células rompidas, sem purificação prévia.

No processamento estrutural, Claude operou dentro de um sistema interno multiagente com recursos computacionais internos. Configurou e executou o fluxo de trabalho de código aberto RELION, enquanto os pesquisadores orientavam as decisões analíticas. A Anthropic informa que um primeiro modelo completo ficou pronto após 34 horas e que os mapas finais foram concluídos cerca de uma semana após o início do processamento; estima também que, de outra forma, a elaboração de um modelo inicial teria levado semanas. O projeto levou menos de quatro meses.

Vários modelos e interfaces do Claude, incluindo Claude Science e Claude Code, escreveram o código do estudo e realizaram suas análises computacionais, sob a orientação dos autores, que assumiram a responsabilidade pelo conteúdo. A Anthropic afirma que a maioria das etapas poderia ser realizada por um laboratório típico usando produtos Claude já existentes, embora a análise paralela por criomicroscopia eletrônica tenha usado centenas de GPUs, mais do que muitas instituições acadêmicas talvez tenham à disposição.

O fluxo de trabalho também produziu erros com consequências importantes. Um protocolo redigido por Claude especificava um aditivo para o meio de crescimento que interferia na introdução de DNA nas células, atrasando o projeto em duas semanas. Uma execução inicial de crio-EM pulou uma etapa padrão e gerou um mapa defeituoso, mesclado com sua imagem espelhada. A Anthropic compartilhou as notas do laboratório com seus pesquisadores de treinamento de modelos e afirma que modelos posteriores do Claude pareciam cometer menos erros no projeto de DNA e identificar armadilhas experimentais com mais eficácia.

Cada cópia da proteína L05 também contém uma cavidade com densidade não resolvida, proveniente de uma pequena molécula não identificada. O relatório técnico descreve uma busca computacional entre 25.000 moléculas que identificou a coenzima A ou um derivado como possível ligante. Nem a identidade da molécula nem qualquer implicação funcional foram confirmadas.

Até o momento, as partículas foram produzidas apenas em E. coli, e os pesquisadores não testaram se elas se formam nas bactérias e nos fagos em que as proteínas ocorrem naturalmente. A Anthropic enviou o relatório técnico ao bioRxiv e planeja divulgar as estruturas e dados adicionais posteriormente.

O avanço imediato é o controle experimental de uma família de invólucros proteicos que agora podem ser produzidos em bactérias, mapeados em detalhes e redimensionados por meio da duplicação de repetições. A questão mais ampla continua sendo biológica: se esse sistema mais simples e o ligante não identificado podem ajudar a explicar a função dos vaults e se as partículas se montam nos organismos em que seus genes ocorrem naturalmente.