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      大規(guī)模模擬顯示HIV衣殼與其環(huán)境相互作用
      
			
      
				2019-06-10 09:04:47
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      在一臺超級計算機上花了兩年的時間來模擬HIV衣殼生命中的1.2微秒，這是一種將HIV病毒傳播到人體細胞核的蛋白質籠。6400萬原子模擬為病毒如何感知其環(huán)境并完成其感染周期提供了新的見解。該研究結果發(fā)表在Nature Communications雜志上。
      

      大規(guī)模模擬顯示HIV衣殼與其環(huán)境相互作用
      

      “我們正在學習HIV衣殼系統(tǒng)的細節(jié)，不僅僅是結構，還有它如何改變環(huán)境并對環(huán)境做出反應，”伊利諾伊大學的研究科學家Juan R. Perilla說道，他帶領著這項研究。物理學教授克勞斯舒爾滕。Perilla說，這些細節(jié)可以幫助科學家找到新的方法來擊敗病毒。
      

      Schulten于2016年10月去世，他開創(chuàng)了分子動力學模擬應用于大型生物系統(tǒng)的研究。他稱這種方法為“計算顯微鏡”。
      

      衣殼模擬是在能源部的Titan超級計算機上進行的。分析數據需要第二臺超級計算機Blue Waters，位于美國國家超級計算應用中心。
      

      HIV衣殼由數百個相同的蛋白質組成，這些蛋白質排列在六面和五面結構的網絡中，每個結構的中心都有一個小孔。衣殼含有病毒的遺傳物質，將其隱藏在宿主細胞防御之外。它還將病毒轉運到細胞核，它必須滲透才能完全感染。
      

      Perilla說，這項新研究揭示了一些可能增強衣殼感知環(huán)境并找到進入細胞核的能力的特性。例如，它表明衣殼的不同部分以不同的頻率振蕩。他說，這些振蕩可能會將信息從衣殼的一部分傳遞到另一部分。
      

      該研究還揭示了離子流入和流出衣殼孔。負離子積聚在衣殼內的帶正電荷的表面上，而正離子附著在外面，帶負電荷。
      

      “如果你可以打破衣殼試圖保持在一起的這種靜電平衡，你可能會迫使它過早地爆裂，”Perilla說。
      

      帶正電荷的內部也有助于促進DNA構建模塊的涌入。Perilla說，病毒需要來自宿主的這些分子將其自身的RNA轉化為DNA。他說，這些被稱為核苷酸的DNA構建塊帶有負電荷，并且足夠小以穿過衣殼的毛孔。
      

      研究人員還發(fā)現，應力通過衣殼傳播模式。在實驗顯示的區(qū)域中，應力對齊最容易爆裂。
      

      Perilla說，這些數據揭示了潛在的漏洞，這些漏洞可以通過瞄準其衣殼來開發(fā)新藥以擊敗HIV病毒。
      
			

			
        
      
			
      
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