Вчені відтворили молекулярну структуру ВІЛ
Дослідники зуміли відтворити захисну структуру ВІЛ, застосувавши графічну симуляцію на базі безкоштовного програмного пакету з відкритим кодом, пише Sience.
Для моделювання вчені використовували петафлопний суперкомп'ютер Blue Waters, який є одним з найшвидших суперкомп'ютерів у світі. Як операційну систему використали Linux.
Для того, щоб відтворити структуру протеїнової оболонки ВІЛ (звану капсидом), вчені виробили деталізовану симуляцію 100 наносекунд молекулярного руху 4 мільйонів атомів, які утворюють 1300 ідентичних білків, складових капсид ВІЛ.
Симуляція молекулярного руху полягає в застосуванні законів руху до окремих атомам. Дослідник моделює дію сил тяжіння і відштовхування між частинками, завдяки яким виникає їх складний рух. "Обчислювальна потужність, використана для проведення моделювання, стала рекордною за всю історію наукових експериментів - враховувалася взаємодія 64 мільйонів атомів", - каже Клаус Шультен, професор фізики університету Іллінойсу.
ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ: Науковці дослідили, як організм людини бореться з ВІЛ
Провести настільки складну симуляцію дослідникам допоміг відкритий програмний пакет для моделювання молекулярної динаміки, який має назву NAMD (Not just Another Molecular Dynamics program). NAMD є власною розробкою лабораторії теоретичної та комп'ютерної біофізики університету штату Іллінойс.
Раніше було відомо, що атоми білків, складових капсид ВІЛ, об'єднуються в пента-і гексагональних ланцюжки, таким чином, надають протеїновій оболонці форму, схожу з поверхнею футбольного м'яча. В результаті симуляції за допомогою NAMD, вчені з'ясували, що таких ланцюжків 228, з яких 216 мають гексагональну форму, а 12 - пентагональні.
Це відкриття є надзвичайно важливим для медицини і фармацевтики, так як основною функцією білкової оболонки є захист вірусу під час його руху між клітинами. Як тільки вірус опиняється всередині клітини, білкова оболонка розкривається, тим самим запускає руйнівний механізм ВІЛ.
Для інших вірусів вже створюються лікарські препарати, що перешкоджають розкриттю оболонки в клітці або навпаки, передчасно розкривають її поза клітиною, що призводить до пошкодження генетичного матеріалу вірусу. Знання структури оболонки дозволить створити подібні препарати і для боротьби з ВІЛ.
