앤트로픽 연구팀이 AI 챗봇 클로드를 연구 과정에 활용해 박테리오파지에서 유래한 볼트 입자의 3차원 구조를 규명했다고 밝혔다. 박테리오파지는 박테리아를 감염시키는 바이러스다. 볼트는 세포 안에서 발견되는 속 빈 통 모양의 단백질 구조물로, 1986년 발견된 뒤에도 정확한 기능은 밝혀지지 않았다. 이번 결과는 bioRxiv에 공개된 사전 공개 논문에 담겼다. 아직 학술지 심사를 거친 결과는 아니다.
연구팀은 약 150억 개의 단백질 서열을 살펴 유사 단백질을 찾고, 후보 단백질을 대장균에서 만들도록 DNA를 설계했다. 그 가운데 박테리오파지 단백질 L05로 만든 입자를 골라 분석했다. 전자현미경으로 얻은 이미지를 합쳐 3차원 지도를 만드는 저온 전자현미경 분석에서, 첫 구조 모델을 34시간 만에 완성했다. 앤트로픽은 보통 몇 주가 걸리는 작업이라고 설명했다.
사람의 볼트와 무엇이 다른가?
앤트로픽의 사전 공개 논문에 따르면, 박테리오파지 유래 입자는 L05 단백질 96개로 이뤄졌다. 사람의 볼트는 주요 볼트 단백질 78개로 구성된다. 새로 확인된 입자는 사람의 것보다 짧고 폭이 넓으며, 내부 공간은 약 25% 더 크다고 연구팀은 밝혔다. 단백질 벽의 반복 구조도 사람의 볼트는 9개, 이번 입자는 7개다.
연구팀은 벽의 반복 구조를 7개에서 9개로 늘린 단백질도 만들었다. 그 결과 입자 내부 공간이 약 20% 커졌다. 이는 구조를 바꾸고 조립되는 방식을 살핀 실험이지, 물질을 실제로 싣고 세포 안에서 운반한 결과는 아니다. 효소 등을 담는 작은 캡슐로 활용할 가능성은 제시됐지만, 실제 운반 기능은 입증되지 않았다.
클로드가 맡은 일과 남은 검증
클로드는 서열 검색과 DNA 설계뿐 아니라 입자를 분리하는 방법을 찾고 현미경 자료를 처리하는 데도 쓰였다. 앤트로픽은 기존에 약 3일 걸리던 정제 과정을 약 90분으로 줄였다고 밝혔다. 다만 AI가 늘 정확했던 것은 아니다. AI Times에 따르면, 연구팀은 한 실험 조건의 첨가제 때문에 작업이 2주 늦어졌고, 분석 과정에서 표준 절차를 빠뜨려 잘못된 구조 지도를 만들기도 했다.
이번 연구는 대장균에서 단백질을 인위적으로 생산해 입자를 확인한 것이다. 자연 상태의 박테리아나 박테리오파지에서도 같은 입자가 만들어지는지는 추가 확인이 필요하다. 앤트로픽도 볼트의 기능을 밝혀낸 것은 아니라고 설명했다. 사전 공개 논문의 저자들은 모두 앤트로픽 직원이며, 회사는 이 연구와 관련해 임시 특허를 출원했다.
왜 중요한가
대장균은 빠르게 키우기 쉬워, 생물학 연구자들이 볼트의 구조와 조립을 더 간편하게 실험할 수 있는 후보 시스템이 될 수 있다. 다만 실제 기능과 자연 상태에서의 존재는 확인되지 않았고, 이번 결과만으로 캡슐 운반 기술이 만들어졌다고 볼 수는 없다.
