Le tomó dos años a una supercomputadora simular 1.2 microsegundos en la vida de la cápside del VIH, una jaula de proteínas que transporta el virus del VIH al núcleo de una célula humana. La simulación de 64 millones de átomos ofrece nuevas ideas sobre cómoEl virus detecta su entorno y completa su ciclo infeccioso.
Los hallazgos se informan en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
"Estamos aprendiendo los detalles del sistema de cápside del VIH, no solo la estructura, sino también cómo cambia su entorno y responde a su entorno", dijo el científico investigador de la Universidad de Illinois, Juan R. Perilla, quien dirigió el estudio con U.del profesor de física Klaus Schulten. Tales detalles podrían ayudar a los científicos a encontrar nuevas formas de derrotar al virus, dijo Perilla.
Schulten, quien murió en octubre de 2016, fue pionero en la aplicación de simulaciones de dinámica molecular para estudiar grandes sistemas biológicos. Llamó al método "microscopía computacional".
La simulación de cápside se realizó en la supercomputadora Titan del Departamento de Energía. El análisis de los datos requirió una segunda supercomputadora, Blue Waters, en el Centro Nacional de Aplicaciones de Supercomputación en la U. de I.
La cápside del VIH está compuesta por cientos de proteínas idénticas dispuestas en una red de estructuras de seis y cinco lados, cada una con un pequeño poro en el centro. La cápside contiene el material genético del virus, que lo oculta de las defensas de la célula huéspedTambién transporta el virus al núcleo celular, que debe infiltrarse para completar la infección.
El nuevo estudio reveló varias propiedades que probablemente mejoren la capacidad de la cápside para sentir su entorno y encontrar su camino hacia el núcleo, dijo Perilla. Mostró, por ejemplo, que diferentes partes de la cápside oscilan a diferentes frecuencias. Estas oscilaciones probablemente transmiteninformación de una parte de la cápside a otra, dijo.
El estudio también reveló que los iones fluyen dentro y fuera de los poros de la cápside. Los iones negativos se acumulan en la superficie cargada positivamente dentro de la cápsida, mientras que los iones positivos se adhieren al exterior, lo que conlleva una carga negativa.
"Si puede romper este equilibrio electrostático que la cápside está tratando de mantener unida, puede forzarla a estallar prematuramente", dijo Perilla.
El interior cargado positivamente también podría ayudar a facilitar la entrada de bloques de construcción de ADN. El virus necesita estas moléculas del huésped para convertir su propio ARN en ADN, dijo Perilla. Estos bloques de construcción de ADN, llamados nucleótidos, tienen una carga negativa y sonlo suficientemente pequeño como para pasar por los poros de la cápside, dijo.
Los investigadores también descubrieron que el estrés se propaga a través de la cápside en patrones. Los esfuerzos se alinean en las regiones que los experimentos han demostrado que son más susceptibles a estallar.
Estos datos revelan vulnerabilidades potenciales que podrían explotarse para desarrollar nuevos medicamentos para derrotar al virus del VIH al apuntar a su cápside, dijo Perilla.
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Materiales proporcionados por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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