앤트로픽, 최초의 3D 원시 생물 금고 입자의 구조 공개

앤트로픽은 생물학 연구에서 상당한 돌파구를 발표하며, 원시 생물 세포에서 유래한 금고 입자의 최초 삼차원 구조를 공개했습니다. 금고 입자는 생명의 나무 전반에 걸쳐 발견되는 큰 비어 있는 단백질 조립체로, 1986에 레너드 롬과 낸시 케더샤에 의해 발견된 이래로 수수께끼로 남아 있습니다. 수십 년 간의 연구에도 불구하고 그들의 생물학적 기능은 해결되지 않았습니다. 이 새로운 연구는 앤트로픽의 AI 모델인 클로드의 지원을 받아 이러한 수수께끼 같은 입자의 구조와 잠재적 응용에 대한 통찰을 제공합니다.

원시 생물 금고에 대한 구조적 통찰

크라이오 전자 현미경(cryo-EM)을 이용하여, 앤트로픽 팀은 96 Copies의 단일 박테리오파지 유래 단백질로 구성된 금고 입자의 구조를 밝혀냈습니다. 이 입자는 약 54 나노미터 길이와 45 나노미터 폭을 가지며, 짧음에도 불구하고 포유류 금고보다 약 25% 더 많은 체적을 포함하고 있습니다. 아홉 개의 구조적 반복이 있는 78 단백질 Copies로 구성된 포유류 금고와는 달리, 원시 생물 금고는 체인 당 일곱 개의 반복과 더 평평한 엔드캡 구조를 특징으로 합니다. 원시 생물 금고의 총 질량은 9.5 메가달톤로 추정되며, 이는 원시 생물에서 확인된 가장 큰 단백질 껍질 중 하나입니다.

금고 입자는 연구실 E. coli 시스템에서 생산되어 연구자들에게 이들의 조립과 진화를 연구할 수 있는 더 간단하고 빠른 모델을 제공했습니다. 앤트로픽의 선별 과정은 44 단백질을 테스트했으며, 일곱 개가 전자 현미경 하에서 금고와 유사한 입자를 형성했습니다. 크라이오 EM은 두 개의 박테리오 및 두 개의 파지 유래 단백질을 포함한 네 후보의 금고 모양을 확인했습니다.

연구 가속화에서 클로드의 역할

앤트로픽은 연구 과정의 모든 단계에서 AI 모델 클로드를 통합했습니다. 클로드는 단백질 데이터베이스 검색, DNA 구조 설계, 정제 방법 최적화 및 현미경 데이터 처리를 지원했습니다. 회사는 클로드가 금고 정제에 필요한 시간을 삼일에서 대략 90 분으로 줄였으며, 34 시간 내에 최초의 구조 모델을 생성 할 수 있도록 했다고 보고했습니다. 이러한 작업 흐름 시간은 회사가 보고한 수치일 뿐 통제된 기준이 아니지만, AI가 기본 생물학 연구를 가속화할 잠재력을 강조합니다.

함의 및 미래 방향

원시 생물 금고 입자의 발견은 그들의 진화적 기원과 잠재적 기능을 이해하기 위한 새로운 길을 열어줍니다. 이전 연구들은 금고가 분자 수송, 세포 보호, 면역에서 역할을 할 수 있음을 보여주었지만, 이러한 가설은 아직 확인되지 않았습니다. 단순화된 원시 생물 시스템은 연구자들이 금고의 생물학적 목적을 밝혀내고 효소 전달을 위한 나노캡슐 엔지니어링과 같은 생명공학에서 그들의 사용을 탐구하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

이 연구에 대한 앤트로픽의 자문을 맡고 있는 레너드 롬 박사는 "금고의 기능을 파악하는 것은 여전히 엄청나게 어려운 도전입니다. 앤트로픽이 이렇게 많은 유용한 데이터를 가지고 있어 기쁩니다. 이제 다른 사람들이 이 문제를 다룰 것입니다 … 앤트로픽 발견의 광범위함은 그것이 복잡한 기능이 될 것이며 흥미로운 여정이 될 것임을 시사합니다."라고 말했습니다.

앤트로픽은 자신의 연구 결과를 프리프린트 서버 bioRxiv에 제출했으며, 추가 데이터와 구조를 과학 공동체에 발표할 계획입니다. 연구는 금고 조립 및 구조에 대한 귀중한 통찰을 제공하지만, 그들의 원래 숙주 조립, 생리적 기능 및 실제 응용을 결정하기 위해서는 추가 연구가 필요합니다.