Το Stampede2, προσομοιώσεις γέφυρας δείχνουν αδύναμα σημεία στο νουκλεοκψίδιο του ιού Ebola
Τα αποτελέσματα της μελέτης, που δημοσιεύονται στη δομή του περιοδικού, δείχνουν πώς αυτή η συγκεκριμένη πρωτεΐνη αλλάζει σχήμα, καθώς ο ιός μολύνει ένα κύτταρο και εντοπίζει πιθανούς στόχους για πιθανές θεραπείες.
"Η πρωτεΐνη του νουκλεοκψιδίου του ιού Ebola παίζει σημαντικό ρόλο στη διαδικασία αναπαραγωγής του ιού", λέει η μελέτη οδηγεί τον Rumela Chakrabarti, έναν βιοϊατρικό και συνεργάτη βοηθό καθηγητή στο UC San Diego Jacobs School of Engineering and Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceitical Sciences. "Αυτή η πρωτεΐνη ενσωματώνει το γενετικό υλικό του ιού. Είναι σαν το φούσκα για το RNA του ιού, προστατεύοντάς το από βλάβη και από την ανοσοαπόκριση του κυττάρου. Όσο περισσότερο καταλαβαίνουμε για τη δομή αυτής της πρωτεΐνης και πώς λειτουργεί, τόσο καλύτερη είναι η πιθανότητα να βρούμε νέους τρόπους αντιμετώπισης του ιού. "
Η Chakrabarti και η ομάδα της επέλεξαν να διερευνήσουν την πρωτεΐνη Ebola Nucleocapsid χρησιμοποιώντας εξειδικευμένες προσομοιώσεις που ονομάζονται "ενισχυμένη δειγματοληψία" μοριακή δυναμική. Αυτή η υπολογιστική προσέγγιση επιτρέπει στους επιστήμονες να προσομοιώνουν τις κινήσεις των μεμονωμένων ατόμων στην πρωτεΐνη, αποκαλύπτοντας τον τρόπο με τον οποίο η πρωτεΐνη αλλάζει με την πάροδο του χρόνου και εκθέτοντας αδύναμα σημεία στη δομή της πρωτεΐνης.
Η ομάδα έτρεξε αυτές τις εκτεταμένες προσομοιώσεις υπολογιστών στο Stampede2. Οι ερευνητές λένε ότι χρειάζονται τη δύναμη και την επεκτασιμότητα του Stampede2 για να τρέξουν χιλιάδες προσομοιώσεις, καθένα από τα οποία χρειάστηκε αρκετές ημέρες.
"Το σύστημα Stampede2 μας επέτρεψε να προσομοιώσουμε μεγάλες μεταβολές διαμόρφωσης της πρωτεϊνικής δομής, η οποία παρέχει πληροφορίες για το πώς μπορεί να συμπεριφέρεται μέσα σε ένα μολυσμένο κύτταρο", λέει ο Chakrabarti.
Οι προσομοιώσεις αποκάλυψαν αρκετούς πιθανούς στόχους για πιθανές νέες θεραπείες, συμπεριλαμβανομένων των ευέλικτων περιοχών της πρωτεΐνης που αλλάζουν περισσότερο κατά τη διάρκεια της μόλυνσης. Αυτές οι περιοχές θα μπορούσαν να στοχεύουν με μικρά μόρια ή αντισώματα, εμποδίζοντας τους να εκτελούν τη λειτουργία τους και τελικά να προστατεύουν το κύτταρο ξενιστή από τη μόλυνση.
"Τα επόμενα βήματα θα είναι να σχεδιάσουμε συγκεκριμένα φάρμακα ή μόρια που μοιάζουν με φάρμακα που μπορούν να δεσμευτούν σε αυτές τις τσέπες για να μειώσουμε την αντιγραφή και τη μολυσματικότητα του ιού", λέει ο Chakrabarti.
Η έρευνα αυτή υποστηρίχθηκε εν μέρει από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας και το Υπουργείο Άμυνας. Οι υπολογισμοί πραγματοποιήθηκαν στο σύστημα Stampede2 στο TACC.
