Суперкомпьютер помог выявить слабые места в вирусе ВИЧ-1


Многое еще предстоит выяснить о том, как вирус ВИЧ-1 заражает клетки. Ученые знают, что он пробирается сквозь защиту иммунной системы, проникает в белые клетки крови, доставляет свой генетический груз и захватывает клеточный механизм транскрипции, который в свою очередь производит копии вирусной РНК и новые вирусы ВИЧ-1. Но многие детали еще предстоит изучить.

Суперкомпьютер помог выявить слабые места в вирусе ВИЧ-1

Крупное экспериментальное открытие, сделанное в 2021 году, пролило свет на эту загадку и показало, что вирусный капсид – белковая оболочка, защищающая геном РНК – остается неповрежденным на всем пути в ядро клетки-мишени. В конечном итоге капсид должен оставаться стабильным достаточно долго, чтобы доставить свой смертоносный генетический груз в ядро клетки. Но в конце концов он должен распасться, чтобы высвободить свой генетический материал. Ученые пока не знают, как и почему капсид вируса ВИЧ-1 может стать нестабильным.

Суперкомпьютер Frontera в Центре перспективных вычислений Техасского университета в Остине помог ученым лучше понять, как заражается вирус ВИЧ-1, и помог создать первые реалистичные модели его капсида с белками, водой, генетическим материалом и ключевым кофактором IP6, который, как недавно было обнаружено, стабилизирует капсид.

“Уязвимые места в капсидной броне вируса ВИЧ-1 были выявлены с помощью очень масштабного моделирования и нашего анализа”, — делится Грегори Вот, заслуженный профессор Университета Чикаго имени Хейга П. Папазяна.

Вот является ведущим автором исследования капсида ВИЧ-1, опубликованного в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ученые начали с данных криоэлектронной томографии реальных вирусов, полученных в лаборатории соавтора Джона Бриггса из отдела клеточных и вирусных структур Института биохимии Макса Планка. Используя экспериментальные данные, они разработали полноатомное молекулярно-динамическое моделирование капсида ВИЧ-1, приближенное к 100 миллионам атомов.

Изображения, полученные в ходе исследования, показывают бороздки на капсиде, которые указывают на напряжение и деформацию. Они точно определяют места, где решетка белка сжимается или расширяется и подвергается мучительному напряжению, что говорит ученым о том, что напряжение-деформация распределена не идеально.

“Это очень важно, потому что мы смогли сопоставить эти модели напряжения решетки с тем, как на самом деле разрушаются капсиды”, — рассказывает Вот.

Модели напряжения и деформации должны быть уязвимы для давления, создаваемого внутри вирусного капсида ВИЧ-1, когда он начинает подвергаться обратной транскрипции и начинает производить ДНК, отмечает ученый.

По заключению авторов, модели напряжения и деформации хорошо коррелируют с тем, как капсид распадается, используя дополнительные эксперименты по крио-электронной томографии, проведенные одним из соавторов исследования, Оуэном Порниллосом, факультет молекулярной физиологии и биологической физики, Университет Вирджинии.

“Это самое реалистичное смоделированное исследование капсида ВИЧ на сегодняшний день. Мы также увидели, что белки, которые упакованы в этот вирусный капсид, имеют несколько иную конформацию, чем в более простых кристаллических структурах или в пробирках”, – объясняют специалисты.

Подписка на FBM.RU в Telegram - удобный способ быть в курсе важных экономических новостей! Подписывайтесь и будьте в центре событий. Подписаться.

Добавьте FBM.ru в избранные новости Добавьте FBM в избранные новости

Россиянам назвали скрытые риски покупки в Ozon и Wildberries

Оценить новость
( Пока оценок нет )
Рианна Чапаева/ автор статьи

Автор FBM
Филолог по образованию. Ведущий автор разделов «наука», «общество/здоровье». Профессиональные интересы: перевод новостей зарубежных СМИ научного характера, поиск интересной информации

FBM.ru - Финансы  Бизнес Маркетинг