Результаты сообщаются в журнале Nature Communications.«Мы изучаем детали капсидной системы ВИЧ, не только структуру, но и то, как она изменяет свое окружение и реагирует на него», — сказал исследователь Университета Иллинойса Хуан Р. Перилла, который руководил исследованием с U. of I. профессор физики Клаус Шультен. По словам Периллы, такие подробности могут помочь ученым найти новые способы победить вирус.Шультен, скончавшийся в октябре 2016 года, был пионером в применении моделирования молекулярной динамики для изучения больших биологических систем.
Он назвал свой метод «вычислительной микроскопией».Моделирование капсида было выполнено на суперкомпьютере Titan Министерства энергетики США. Для анализа данных потребовался второй суперкомпьютер Blue Waters в Национальном центре суперкомпьютерных приложений в Университете И.
Капсид ВИЧ состоит из сотен идентичных белков, выстроенных в сеть из шестисторонних и пятисторонних структур, каждая из которых имеет крошечную пору в центре. Капсид содержит генетический материал вируса, скрывающий его от защиты клетки-хозяина.
Он также переносит вирус в ядро клетки, в которое он должен проникнуть для завершения заражения.Новое исследование выявило несколько свойств, которые, вероятно, улучшают способность капсида чувствовать окружающую среду и находить путь к ядру, сказал Перилла.
Например, он показал, что разные части капсида колеблются с разной частотой. По его словам, эти колебания, вероятно, передают информацию от одной части капсида к другой.
Исследование также показало, что ионы проникают в поры капсида и выходят из них. Отрицательные ионы накапливаются на положительно заряженной поверхности внутри капсида, в то время как положительные ионы прилипают к внешней стороне, которая несет отрицательный заряд.«Если вам удастся нарушить этот электростатический баланс, который капсид пытается удерживать вместе, вы сможете заставить его лопнуть преждевременно», — сказала Перилла.Положительно заряженный интерьер также может способствовать притоку строительных блоков ДНК.
По словам Периллы, вирусу нужны эти молекулы от хозяина для преобразования его собственной РНК в ДНК. По его словам, эти строительные блоки ДНК, называемые нуклеотидами, несут отрицательный заряд и достаточно малы, чтобы проходить через поры капсида.Исследователи также обнаружили, что стресс распространяется через капсид по шаблонам.
Напряжения выравниваются в областях, которые, как показали эксперименты, наиболее подвержены разрыву.Эти данные показывают потенциальные уязвимости, которые могут быть использованы для разработки новых лекарств для победы над вирусом ВИЧ путем нацеливания на его капсид, сказал Перилла.