Anthropic usa Claude para revelar uma estrutura biológica inédita em bactérias

Renê Fraga
8 min de leitura

Principais destaques

  • Descoberta estrutural inédita: pesquisadores da Anthropic identificaram uma estrutura tridimensional de partículas vault associadas a proteínas de bacteriófagos.
  • Claude participou de todo o processo: o modelo ajudou a identificar proteínas, projetar construções de DNA, otimizar a purificação e desenvolver modelos estruturais.
  • Função ainda desconhecida: os pesquisadores encontraram uma pequena molécula dentro da estrutura, mas ainda não sabem qual papel biológico ela desempenha.

A inteligência artificial está começando a fazer algo que vai muito além de responder perguntas, escrever códigos ou resumir documentos. A Anthropic afirma que seu modelo Claude ajudou pesquisadores a identificar e caracterizar uma estrutura molecular inédita em proteínas associadas a bactérias e bacteriófagos.

Em 4 de novembro, a equipe de pesquisa em biologia da empresa revelou o que considera a primeira estrutura tridimensional de uma partícula vault encontrada em células procarióticas.

O resultado chama atenção não apenas pela descoberta científica, mas também pela participação da IA em praticamente todas as etapas do trabalho.

🧬 Uma estrutura molecular que intriga os pesquisadores

Os vaults, também conhecidos como cofres celulares, são estruturas ocas formadas por proteínas. Foram descobertos em 1986 por Leonard Rome e Nancy Kedersha e estão entre os maiores complexos moleculares encontrados em células eucarióticas.

Até agora, eram conhecidos principalmente em organismos como os mamíferos.

A nova pesquisa identificou uma estrutura associada a uma proteína de bacteriófago, vírus que infectam bactérias. A equipe batizou essa proteína de L05.

📐 Os números impressionam: enquanto os vaults de mamíferos são compostos por 78 cópias de sua proteína principal, a estrutura L05 utiliza 96 cópias, distribuídas em duas metades com 48 unidades cada.

CaracterísticaVault L05Vault de mamíferos
Cópias da proteína principal9678
Dimensões aproximadas54 × 45 nm67 × 40 nm
Massa molecular9,5 MDaNão informada no material
Volume internoCerca de 25% maiorReferência comparativa

A estrutura foi analisada por criomicroscopia eletrônica (crio-ME), técnica que permite visualizar complexos moleculares em resolução extremamente elevada.

O mapa estrutural alcançou resolução nominal de 3,2 ångströms.

🔬 Claude ajudou a redesenhar partes da estrutura

A equipe não se limitou a identificar a proteína. Os pesquisadores também testaram 15 versões modificadas para entender como diferentes partes influenciam a formação do vault.

Algumas alterações próximas à tampa impediram que a estrutura se fechasse corretamente.

Em outro experimento, a duplicação de dois dos sete segmentos repetitivos da parede produziu estruturas maiores, com aproximadamente 20% mais volume interno.

💡 Uma pista inesperada: o Claude também identificou uma pequena molécula desconhecida alojada em uma cavidade de cada cópia da proteína.

Seu formato lembra o da coenzima A, uma molécula importante em processos metabólicos. A descoberta pode oferecer uma pista sobre a função dos vaults, embora ainda não exista confirmação sobre a identidade ou o papel dessa substância.

A estrutura foi identificada, mas sua função biológica continua sendo um mistério. É justamente essa lacuna que torna a descoberta interessante.

🤖 Como o Claude participou da pesquisa

Um dos aspectos mais relevantes do trabalho está na extensão da participação da inteligência artificial.

O Claude foi utilizado em diferentes etapas, desde a busca por proteínas semelhantes até a preparação de experimentos laboratoriais.

O fluxo de trabalho envolveu:

  • Busca molecular: análise de um banco de dados com aproximadamente 15 bilhões de proteínas previstas.
  • Identificação de parentes: localização de proteínas relacionadas aos vaults em 29 filos de bactérias e quatro de arqueias.
  • Engenharia genética: desenvolvimento de construções de DNA para os experimentos.
  • Purificação: otimização dos procedimentos para isolar as proteínas.
  • Modelagem estrutural: auxílio na construção dos primeiros modelos tridimensionais.

⏱️ A diferença de velocidade foi expressiva: segundo a Anthropic, um procedimento de purificação que normalmente demorava três dias foi reduzido para aproximadamente 90 minutos.

O primeiro modelo estrutural ficou pronto em 34 horas.

A crio-ME confirmou estruturas de vault em quatro candidatas: duas associadas a bacteriófagos e duas a bactérias.

⚠️ A IA também cometeu erros durante o processo

A Anthropic não apresentou o Claude como uma ferramenta infalível.

A própria equipe relatou problemas que atrasaram a pesquisa.

Um protocolo experimental elaborado pelo modelo consumiu duas semanas de trabalho. Além disso, o processamento inicial dos dados produziu um mapa estrutural defeituoso, contaminado por uma versão espelhada da imagem original.

Esses episódios mostram uma questão importante: a capacidade de acelerar pesquisas científicas não elimina a necessidade de experimentação, validação e supervisão humana.

Outro detalhe importante: embora a Anthropic afirme que grande parte do trabalho poderia ser realizada com os produtos atuais do Claude, a análise de criomicroscopia exigiu centenas de GPUs.

🧪 O que ainda falta descobrir?

Apesar dos resultados, existem limitações importantes.

Até o momento, os vaults foram produzidos em laboratório utilizando a bactéria E. coli. Os pesquisadores ainda não demonstraram se essas estruturas realmente se formam nas bactérias e nos bacteriófagos em que as proteínas correspondentes aparecem naturalmente.

Também permanece desconhecida a função biológica dessas estruturas.

Leonard Rome, que participou como consultor remunerado do projeto, destacou que a diversidade das descobertas sugere uma função complexa e uma investigação científica que ainda está começando.

Há outra ressalva: a Anthropic informou que submeteu um preprint ao bioRxiv, mas o documento ainda não estava disponível quando a divulgação ocorreu. Portanto, os resultados ainda não passaram por revisão independente por pares.

🚀 A IA está se aproximando de uma nova fronteira científica

O experimento oferece um exemplo concreto de como modelos de inteligência artificial podem participar de pesquisas que envolvem biologia molecular, engenharia genética e análise estrutural.

Mais do que acelerar tarefas isoladas, o Claude ajudou a conectar diferentes etapas de um processo científico complexo.

Isso não significa que a IA esteja substituindo pesquisadores ou que possa validar descobertas sozinha. Mas demonstra como esses modelos podem reduzir o tempo entre uma hipótese e um resultado experimental.

Se a abordagem puder ser reproduzida em outros projetos, uma questão interessante começa a surgir: quantas estruturas biológicas ainda desconhecidas poderão ser identificadas com a ajuda de sistemas de inteligência artificial?

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Renê Fraga é fundador e editor-chefe do Eurisko, ecossistema editorial independente dedicado à inteligência artificial, código aberto, tecnologia e cultura digital. Atuando com projetos online desde 1996, escreve há mais de 20 anos sobre tecnologia e inovação, acompanhando a evolução da internet e o impacto das novas tecnologias na forma como vivemos, trabalhamos e pensamos.
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