Orgasme yang Segera Terjadi Pada Wanita Berhubungan Dengan Kaki Gelisah - ScienceDaily

Frontera, superkomputer Anton 2 mensimulasikan model holistik virion SARS-CoV-2 – ScienceDaily


Virus COVID-19 menyimpan beberapa misteri. Para ilmuwan tetap tidak tahu apa-apa tentang aspek bagaimana ia melebur dan memasuki sel inang; bagaimana itu berkumpul sendiri; dan bagaimana ia keluar dari sel inang.

Pemodelan komputasi yang dikombinasikan dengan data eksperimental memberikan wawasan tentang perilaku ini. Tetapi pemodelan atas skala waktu yang bermakna dari virus SARS-CoV-2 penyebab pandemi sejauh ini terbatas hanya pada bagian-bagiannya seperti protein lonjakan, target untuk putaran vaksin saat ini.

Model berbutir kasar multiskala baru dari virion SARS-CoV-2 lengkap, bahan genetik intinya dan cangkang virion, telah dikembangkan untuk pertama kalinya menggunakan superkomputer. Model ini menawarkan para ilmuwan potensi cara baru untuk mengeksploitasi kerentanan virus.

“Kami ingin memahami bagaimana SARS-CoV-2 bekerja secara holistik sebagai satu partikel utuh,” kata Gregory Voth, Profesor Layanan Terhormat Haig P. Papazian di Universitas Chicago. Voth adalah penulis yang sesuai dari studi yang mengembangkan model virus utuh pertama, yang diterbitkan November 2020 di Jurnal Biofisik.

“Kami mengembangkan model butiran kasar dari bawah ke atas,” kata Voth, “di mana kami mengambil informasi dari simulasi dinamika molekul tingkat atom dan dari eksperimen.” Dia menjelaskan bahwa model berbutir kasar hanya menyelesaikan kelompok atom, versus simulasi semua atom, di mana setiap interaksi atom diselesaikan. “Jika Anda melakukannya dengan baik, yang selalu menjadi tantangan, Anda mempertahankan fisika dalam model.”

Hasil awal studi menunjukkan bagaimana protein lonjakan di permukaan virus bergerak secara kooperatif.

“Mereka tidak bergerak secara independen seperti sekumpulan gerakan acak dan tidak berkorelasi,” kata Voth. “Mereka bekerja sama.”

Gerakan kooperatif protein lonjakan ini informatif tentang bagaimana virus corona menjelajahi dan mendeteksi reseptor ACE2 dari sel inang potensial.

“Makalah yang kami terbitkan menunjukkan permulaan bagaimana mode gerak dalam protein lonjakan berkorelasi,” kata Voth. Dia menambahkan bahwa paku tersebut digabungkan satu sama lain. Ketika satu protein bergerak, protein lain juga bergerak sebagai respons.

“Tujuan akhir dari model ini adalah, sebagai langkah pertama, untuk mempelajari atraksi virion awal dan interaksi dengan reseptor ACE2 pada sel dan untuk memahami asal-usul daya tarik tersebut dan bagaimana protein tersebut bekerja sama untuk melanjutkan ke proses fusi virus. , “Kata Voth.

Voth dan kelompoknya telah mengembangkan metode pemodelan kasar pada virus seperti HIV dan influenza selama lebih dari 20 tahun. Mereka ‘mengolah’ data untuk membuatnya lebih sederhana dan lebih mudah dikerjakan secara komputasi, sambil tetap setia pada dinamika sistem.

“Manfaat dari model berbutir kasar adalah bahwa ia bisa ratusan hingga ribuan kali lebih efisien secara komputasi daripada model semua-atom,” jelas Voth. Penghematan komputasi memungkinkan tim untuk membangun model virus korona yang jauh lebih besar daripada sebelumnya, pada skala waktu yang lebih lama daripada yang telah dilakukan dengan model semua atom.

“Yang tersisa adalah gerakan kolektif yang jauh lebih lambat. Efek dari frekuensi yang lebih tinggi, gerakan semua atom dilipat ke dalam interaksi tersebut jika Anda melakukannya dengan baik. Itulah gagasan tentang penggambaran kasar sistematis.”

Model holistik yang dikembangkan oleh Voth dimulai dengan model atom dari empat elemen struktural utama virion SARS-CoV-2: protein paku, membran, nukleokapsid, dan amplop. Model atom ini kemudian disimulasikan dan disederhanakan untuk menghasilkan model berbutir kursus lengkap.

Simulasi dinamika molekul semua atom dari komponen protein lonjakan sistem virion, sekitar 1,7 juta atom, dihasilkan oleh rekan penulis studi Rommie Amaro, seorang profesor kimia dan biokimia di Universitas California, San Diego.

“Model mereka pada dasarnya mencerna data kami, dan dapat belajar dari data yang kami miliki pada skala yang lebih rinci ini dan kemudian melampaui tujuan kami,” kata Amaro. “Metode yang telah dikembangkan oleh Voth ini akan memungkinkan kita dan orang lain untuk melakukan simulasi dalam skala waktu yang lebih lama yang diperlukan untuk benar-benar mensimulasikan virus yang menginfeksi sel.”

Amaro menguraikan perilaku yang diamati dari simulasi kasar protein lonjakan.

“Apa yang dia lihat dengan sangat jelas adalah awal dari disosiasi subunit S1 dari spike. Seluruh bagian atas spike terkelupas selama fusi,” kata Amaro.

Salah satu langkah pertama fusi virus dengan sel inang adalah disosiasi ini, di mana ia mengikat reseptor ACE2 dari sel inang.

“Gerakan pembukaan S1 yang lebih besar yang mereka lihat dengan model berbutir kasar ini adalah sesuatu yang belum kami lihat dalam dinamika molekul semua atom, dan pada kenyataannya akan sangat sulit bagi kami untuk melihatnya,” kata Amaro. “Ini adalah bagian penting dari fungsi protein ini dan proses infeksi dengan sel inang. Itu adalah penemuan yang menarik.”

Voth dan timnya menggunakan informasi dinamis semua-atom pada status terbuka dan tertutup dari protein lonjakan yang dihasilkan oleh Lab Amaro pada superkomputer Frontera, serta data lainnya. Sistem Frontera yang didanai National Science Foundation (NSF) dioperasikan oleh Texas Advanced Computing Center (TACC) di The University of Texas di Austin.

“Frontera telah menunjukkan betapa pentingnya untuk studi virus ini, pada berbagai skala. Sangat penting pada tingkat atom untuk memahami dinamika yang mendasari lonjakan dengan semua atomnya. Masih banyak yang harus dipelajari di sana. Tapi sekarang informasi ini dapat digunakan untuk kedua kalinya untuk mengembangkan metode baru yang memungkinkan kami keluar lebih lama dan lebih jauh, seperti metode butiran kasar, “kata Amaro.

“Frontera sangat berguna dalam menyediakan data dinamika molekul pada tingkat atomistik untuk dimasukkan ke dalam model ini. Ini sangat berharga,” kata Voth.

Grup Voth awalnya menggunakan cluster komputasi Midway2 di University of Chicago Research Computing Center untuk mengembangkan model berbutir kasar.

Simulasi semua-atom membran dan protein envelope dihasilkan pada sistem Anton 2. Dioperasikan oleh Pittsburgh Supercomputing Center (PSC) dengan dukungan dari National Institutes of Health, Anton 2 adalah superkomputer tujuan khusus untuk simulasi dinamika molekuler yang dikembangkan dan disediakan tanpa biaya oleh DE Shaw Research.

“Frontera dan Anton 2 menyediakan data input tingkat molekul kunci ke dalam model ini,” kata Voth.

“Hal yang sangat fantastis tentang Frontera dan jenis metode ini adalah kami dapat memberikan pandangan yang jauh lebih akurat kepada orang-orang tentang bagaimana virus ini bergerak dan menjalankan pekerjaan mereka,” kata Amaro.

“Ada bagian dari virus yang tidak terlihat bahkan untuk percobaan,” lanjutnya. “Dan melalui jenis metode yang kami gunakan di Frontera ini, kami dapat memberi ilmuwan pandangan pertama dan penting tentang seperti apa sebenarnya sistem ini dengan semua kerumitannya dan bagaimana mereka berinteraksi dengan antibodi atau obat-obatan atau dengan bagian dari inang. sel.”

Jenis informasi yang diberikan Frontera kepada para peneliti membantu untuk memahami mekanisme dasar infeksi virus. Ini juga berguna untuk desain obat yang lebih aman dan lebih baik untuk mengobati penyakit dan mencegahnya, tambah Amaro.

Kata Voth: “Satu hal yang kami khawatirkan saat ini adalah varian SARS-CoV-2 Inggris dan Afrika Selatan. Agaknya, dengan platform komputasi seperti yang telah kami kembangkan di sini, kami dapat dengan cepat menilai varian tersebut, yaitu perubahan. asam amino. Mudah-mudahan kami dapat dengan cepat memahami perubahan yang disebabkan mutasi ini pada virus dan semoga membantu dalam desain vaksin baru yang dimodifikasi di masa mendatang. “

Studi tersebut, “Model skala kasar multiskala dari virus SARS-CoV-2,” diterbitkan pada 27 November 2020 di Biophysical Journal. Rekan penulis studi ini adalah Alvin Yu, Alexander J. Pak, Peng He, Viviana Monje-Galvan, Gregory A. Voth dari University of Chicago; dan Lorenzo Casalino, Zied Gaieb, Abigail C. Dommer, dan Rommie E. Amaro dari Universitas California, San Diego. Pendanaan disediakan oleh NSF melalui hibah NSF RAPID CHE-2029092, NSF RAPID MCB-2032054, National Institute of General Medical Sciences dari National Institutes of Health melalui hibah R01 GM063796, National Institutes of Health GM132826, dan UC San Diego Moore’s Hibah benih SARS-COV-2 Cancer Center 2020. Sumber daya komputasi disediakan oleh Research Computing Center di University of Chicago, Frontera di Texas Advanced Computer Center yang didanai oleh hibah NSF (OAC-1818253), dan Pittsburgh Super Computing Center (PSC) melalui mesin Anton 2. Waktu komputer Anton 2 dialokasikan oleh COVID-19 HPC Consortium dan disediakan oleh PSC melalui Grant R01GM116961 dari National Institutes of Health. Mesin Anton 2 di PSC dengan murah hati disediakan oleh DE Shaw Research. “

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Lagu Togel