Anthropic生命科学团队将Claude接入结构生物学研究全流程：模型先从约150亿条预测蛋白质中寻找“穹窿颗粒”（vault particle）的远亲，再协助设计DNA、筛选候选蛋白、优化纯化方法并处理冷冻电镜数据。团队最终解析出首个来自原核生物系统的穹窿颗粒三维结构：它由96份噬菌体蛋白组成，质量约950万道尔顿，内部容积甚至比哺乳动物版本大约25%。Claude协助把原本约三天的纯化流程缩短至90分钟，并在34小时内生成第一版结构模型；但它也曾给出含错误添加剂的实验方案，导致项目延误两周，还因跳过标准步骤生成过混合镜像的错误结构。目前研究尚未确定这种颗粒的生物学功能，也没有证明它会在原始细菌或噬菌体中自然组装；预印本尚待上线及同行评审。
文章作者、来源：Anthropic
一个已经困扰生物学家40年的巨大蛋白质空壳
穹窿颗粒是一种中空、带有纵向棱纹的蛋白质外壳，因外形类似教堂拱顶而得名。Leonard Rome与Nancy Kedersha在1986年首次发现它。
它存在于人体几乎所有细胞中，质量约为核糖体的三倍，是已知最大的真核生物分子复合体之一。哺乳动物穹窿颗粒通常由78份主要穹窿蛋白组成，两组各39份蛋白在中部结合，形成封闭外壳。
科学家曾推测它参与细胞内物质运输、抵御抗癌药物或先天免疫，但这些假说都没有得到决定性验证。缺失部分穹窿相关成分的小鼠仍能正常发育，也让其功能更加难以判断。
过去，人们在细菌、古菌和感染细菌的噬菌体基因组中发现过远缘蛋白，却没有证明这些蛋白能够组装成完整穹窿颗粒。Anthropic团队此次解决的首先是这个结构问题，而不是其最终功能。
从150亿条预测蛋白质中寻找罕见亲属
Claude Science搜索了包含约150亿条预测蛋白质的数据库。结果显示，穹窿相关蛋白虽然罕见，却分布在29个细菌门和4个古菌门中；在拥有已测序基因组的物种中，出现比例不足1%。
研究人员选择了44个候选蛋白进行初筛。Claude负责将蛋白质序列转换成适合宿主表达的DNA，并添加用于启动表达的控制序列。进入活体大肠杆菌测试后，24个候选中的15个能够产生可溶性蛋白。
电子显微镜检查发现，其中7种蛋白可以形成穹窿状颗粒；冷冻电镜进一步确认了4种，包括两种细菌蛋白和两种噬菌体蛋白。团队最终选择组装效果较好的噬菌体蛋白L05进行高精度结构解析。
这里仍有一个重要限制：这些蛋白是在实验室的大肠杆菌中表达和组装的。团队尚未证明相同颗粒会在蛋白原本所属的细菌或噬菌体中自然形成。
Claude先反对快速方案，随后把它优化到90分钟
传统穹窿颗粒纯化要让样品在密度逐渐变化的糖溶液中离心，通常需要约三天。团队希望改用体积排阻色谱，让过于巨大的穹窿颗粒率先通过色谱柱。
Claude最初并不赞成，因为错误折叠形成的蛋白质团块也可能率先流出，污染目标样品。人类研究人员决定继续尝试后，Claude转而帮助选择色谱柱、追踪目标蛋白并判断颗粒是否成功组装。
模型后来提出一个更激进的办法：把破碎大肠杆菌得到的粗裂解物直接加入色谱柱，不做预先纯化。研究人员担心昂贵的色谱柱被堵塞或污染，但实验结果证明方案可行。
最终，从细胞样品到制成可供电镜观察的载网，整套纯化流程只需要约90分钟。需要说明的是，团队并非第一批使用体积排阻色谱处理穹窿颗粒的研究者；其贡献是将流程进一步简化和加速。
96份蛋白组成一个950万道尔顿的“桶”
L05穹窿颗粒由96份相同蛋白组成，每一半包含48份，总质量约950万道尔顿。它长约54纳米、宽约45纳米；哺乳动物穹窿颗粒约为67×40纳米。L05虽然更短，却因为形状更接近球体，内部容积反而大约增加25%。
其外壳蛋白包含7段首尾相接的重复结构，而哺乳动物版本包含9段。颗粒顶端则像三级圆顶一样逐渐收拢：每相邻三份蛋白中，一份终止于第一层，一份到达第二层，第三份继续延伸至顶端。
团队还制作了15种修改版蛋白。部分针对顶端接触区域的单点改变，便会让外壳无法闭合，只形成花环状开放结构；这说明该区域对封口至关重要。
研究人员还复制了两个外壳重复片段，把L05从7段增加到9段。修改后的蛋白依然能够组装，并使内部容积再增加约20%。这说明自然界可能通过复制外壳片段改变颗粒尺寸，也提示它未来或可被设计成装载酶等物质的纳米胶囊——但目前只是潜在应用，并非已经验证的递送系统。
34小时生成初版结构，也生成过一个错误镜像
在内部多Agent环境中，Claude部署并操作开源冷冻电镜处理软件RELION，在研究人员指导下完成数据处理。第一版完整结构模型在34小时后生成，最终图谱约一周完成；常规人工分析往往需要数周乃至数月。
这种速度并不完全来自模型本身。冷冻电镜分析阶段并行使用了数百块GPU，超出了许多普通学术实验室能够轻松获得的资源。较准确的说法是：Claude减少了软件配置和人工分析时间，同时Anthropic用大量计算资源压缩了墙钟时间。
Claude还在96份蛋白各自的一个口袋中发现了未能解释的小分子密度。模型认为其形状类似辅酶A，但团队尚未确认具体物质，因此不能据此推断穹窿颗粒的功能。
两次失误说明它仍不是可以无人监督的科学家
研究中最值得关注的部分之一，是Anthropic公开披露了Claude的错误。
模型编写的一份培养方案包含一种会妨碍DNA进入细胞的添加剂，使项目倒退了两周。在早期冷冻电镜处理中，它又跳过一项标准步骤，生成了与自身镜像混合的错误图谱。研究人员不得不要求它先执行常规流程，只有常规方法失败时再进行创新。
这揭示出科研Agent的一项现实风险：在团队熟悉的领域，人类可以迅速发现模型错误；在团队经验不足的环节，同样简单的错误可能长期不被察觉。此次研究并不是Claude独立完成科学发现，而是模型承担大规模搜索、方案生成和计算工作，人类负责选择方向、判断异常、承担实验风险并确认结论。
得到了结构，仍然没有得到功能答案
整个项目用时不到四个月，证明Claude可以把序列搜索、DNA设计、湿实验和结构计算连接成连续工作流。但研究仍留下了几个最关键的问题：
穹窿颗粒是否会在原始细菌或噬菌体中自然形成；它内部是否携带特定分子；那个疑似辅酶A的小分子究竟是什么；以及细菌、噬菌体和人类细胞中的穹窿颗粒是否承担相同功能，目前都没有答案。
因此，这项工作的准确意义不是“AI破解了穹窿颗粒之谜”，而是“AI协助获得了一个此前缺失的、更加容易研究的原核生物结构样本”。它为后续功能研究打开了入口，却没有完成最终解释。