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      大規(guī)模模擬顯示HIV衣殼與其環(huán)境相互作用
      
			
      
				2018-12-25 10:01:42
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      在一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)上花了兩年的時(shí)間來(lái)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(xì)胞核的蛋白質(zhì)籠。6400萬(wàn)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(jié)果發(fā)表在Nature Communications雜志上。“我們正在學(xué)習(xí)HIV衣殼系統(tǒng)的細(xì)節(jié)，不僅僅是結(jié)構(gòu)，還有它如何改變環(huán)境并對(duì)環(huán)境作出反應(yīng)，”伊利諾伊大學(xué)研究科學(xué)家Juan R. Perilla說(shuō)道，他帶領(lǐng)著這項(xiàng)研究。物理學(xué)教授克勞斯舒爾滕。Perilla說(shuō)，這些細(xì)節(jié)可以幫助科學(xué)家找到新的方法來(lái)?yè)魯〔《尽?/p>

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

      Schulten于2016年10月去世，率先應(yīng)用分子動(dòng)力學(xué)模擬研究大型生物系統(tǒng)。他稱這種方法為“計(jì)算顯微鏡”。
      

      衣殼模擬是在能源部的Titan超級(jí)計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的。分析數(shù)據(jù)需要第二臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)Blue Waters，位于美國(guó)國(guó)家超級(jí)計(jì)算應(yīng)用中心。
      

      HIV衣殼由數(shù)百個(gè)相同的蛋白質(zhì)組成，這些蛋白質(zhì)排列在六面和五面結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)結(jié)構(gòu)的中心都有一個(gè)小孔。衣殼含有病毒的遺傳物質(zhì)，將其隱藏在宿主細(xì)胞防御之外。它還將病毒轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核，它必須滲透才能完全感染。
      

      Perilla說(shuō)，這項(xiàng)新的研究揭示了一些可能增強(qiáng)衣殼感知環(huán)境并找到進(jìn)入細(xì)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(shuō)，這些振蕩可能會(huì)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(fù)離子積聚在衣殼內(nèi)的帶正電荷的表面上，而正離子附著在外面，帶負(fù)電荷。
      

      “如果你能打破衣殼試圖保持在一起的這種靜電平衡，你可能會(huì)迫使它過(guò)早地爆裂，”佩里拉說(shuō)。
      

      帶正電荷的內(nèi)部也有助于促進(jìn)DNA構(gòu)建模塊的涌入。Perilla說(shuō)，病毒需要來(lái)自宿主的這些分子將其自身的RNA轉(zhuǎn)化為DNA。他說(shuō)，這些被稱為核苷酸的DNA構(gòu)建塊帶有負(fù)電荷并且足夠小以穿過(guò)衣殼的毛孔。
      

      研究人員還發(fā)現(xiàn)，壓力通過(guò)衣殼傳播。在實(shí)驗(yàn)所示的區(qū)域中，應(yīng)力對(duì)齊最容易爆裂。
      

      Perilla說(shuō)，這些數(shù)據(jù)揭示了潛在的漏洞，這些漏洞可以通過(guò)瞄準(zhǔn)其衣殼來(lái)開發(fā)新藥以擊敗HIV病毒。
      
			

			
        
      
			
      
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