آزمایشگاه پژوهش زیست‌شناسی آنتروپیک روز ۴ نوامبر ۲۰۲۶ اعلام کرد که نخستین ساختار سه‌بعدی یک ذره والت از جهان پروکاریوت‌ها را تعیین کرده است؛ قلمرویی که باکتری‌ها، آرکی‌ها و ویروس‌های آلوده‌کننده آن‌ها را در بر می‌گیرد. والت‌ها بشکه‌هایی پروتئینی، عظیم و توخالی هستند که در بیشتر سلول‌های پیچیده، از جمله سلول‌های انسانی، یافت می‌شوند. این ذرات در سال ۱۹۸۶ کشف شدند و کارکردشان هنوز ناشناخته است. شرکت این کار را آزمونی برای سنجش توان کلود در شتاب دادن به زیست‌شناسی بنیادی معرفی می‌کند و پیش‌چاپ مقاله را برای انتشار فرستاده است.

پیش‌تر خویشاوندان پروتئین والت در ژنوم باکتری‌ها و فاژها دیده شده بودند، اما کسی نشان نداده بود که واقعاً والت می‌سازند. تیم با ابزار علمی کلود پایگاهی با حدود ۱۵ میلیارد پروتئین پیش‌بینی‌شده را جست‌وجو کرد و این خویشاوندان را در ۲۹ شاخه باکتریایی و چهار شاخه آرکی یافت، هرچند در کمتر از یک درصد گونه‌های دارای ژنوم توالی‌یابی‌شده. پژوهشگران ۴۴ نامزد را برگزیدند و کلود هر توالی را به دی‌ان‌ای مناسب سلول میزبان تبدیل و سازه‌ها را آماده کرد. پانزده مورد از ۲۴ مورد در باکتری اشریشیا کلی پروتئین محلول تولید کردند، هفت مورد زیر میکروسکوپ ذراتی شبیه والت ساختند و میکروسکوپ الکترونی انجمادی شکل والت را برای چهار مورد تأیید کرد.

ساختاری که تیم تعیین کرد از پروتئینی فاژی است که آن را ال۰۵ نامیده‌اند. این ذره از ۹۶ نسخه همان پروتئین ساخته شده، در برابر ۷۸ نسخه در والت پستانداران، و جرمی حدود ۹٫۵ مگادالتون دارد. کوتاه‌تر و پهن‌تر از نمونه انسانی است، حدود ۵۴ در ۴۵ نانومتر، اما نزدیک به ۲۵ درصد حجم بیشتری را در بر می‌گیرد. دو سر آن در سه پله باریک می‌شود، مانند گنبدی طبقه‌طبقه. وقتی پژوهشگران دو بخش از دیواره پروتئین را دوبرابر کردند، حجم ذره حدود یک‌پنجم بیشتر شد؛ به گفته آن‌ها این نشان می‌دهد والت‌ها چگونه ممکن است در طول تکامل اندازه عوض کرده باشند و چگونه می‌توان از آن‌ها به‌عنوان نانوکپسول برای حمل آنزیم استفاده کرد.

به گفته آنتروپیک، کلود سرعت کار را دگرگون کرد. روشی برای خالص‌سازی که معمولاً حدود سه روز طول می‌کشد، پس از پیشنهاد مدل برای استفاده از کروماتوگرافی بر پایه اندازه روی عصاره خام سلول، به حدود ۹۰ دقیقه رسید؛ آن هم روشی که مدل ابتدا با آن مخالفت کرده بود. کلود در یک محیط داخلی چندعاملی با صدها پردازنده گرافیکی، نرم‌افزار پردازش تصاویر میکروسکوپی را اجرا کرد و نخستین مدل ساختاری را در ۳۴ ساعت آماده کرد؛ کاری که به برآورد تیم معمولاً هفته‌ها زمان می‌برد. مدل همچنین مولکول کوچک ناشناخته‌ای را در حفره‌ای از هر نسخه پروتئین شناسایی کرد که شکلش به کوآنزیم آ شباهت دارد و ممکن است سرنخی از کارکرد ذره باشد.

گزارش شرکت درباره خطاها هم صریح است. یکی از دستورالعمل‌هایی که کلود نوشت ماده‌ای افزودنی داشت که ورود دی‌ان‌ای به سلول را مختل می‌کند و دو هفته وقت تیم را گرفت. در مراحل اولیه پردازش نیز نقشه‌ای معیوب و آمیخته با تصویر آینه‌ای خودش تولید شد، تا اینکه پژوهشگران از مدل خواستند به مراحل استاندارد پایبند بماند. لئونارد روم، یکی از کاشفان والت که مشاور این پروژه بود، می‌گوید یافتن کارکرد این ذرات همچنان مسئله‌ای دشوار است.

این یافته‌ها هنوز داوری همتا نشده‌اند، پیوند پیش‌چاپ در زمان انتشار فعال نبود و والت‌ها تاکنون تنها در اشریشیا کلی تولید شده‌اند، نه در موجوداتی که به‌طور طبیعی در آن‌ها وجود دارند. آنتروپیک می‌گوید ساختارها و داده‌های بیشتر به‌زودی منتشر می‌شود.

منابع