Tim peneliti mencari cara untuk menggoyahkan virus, melumpuhkannya dengan antivirus – ScienceDaily

Tim peneliti mencari cara untuk menggoyahkan virus, melumpuhkannya dengan antivirus – ScienceDaily


Saat dunia bergulat dengan pandemi virus korona (COVID-19), virus lain kembali mengamuk di Republik Demokratik Kongo dalam beberapa bulan terakhir: Ebola. Sejak wabah mengerikan pertama kali pada 2013, virus Ebola secara berkala muncul di Afrika, menyebabkan pendarahan yang mengerikan pada korbannya dan, dalam banyak kasus, kematian.

Bagaimana kita dapat memerangi agen infeksius yang berkembang biak dengan membajak sel dan memprogramnya kembali menjadi mesin penggandaan virus? Sains pada tingkat molekuler sangat penting untuk mendapatkan keunggulan – penelitian yang akan Anda temukan sedang berlangsung di laboratorium Profesor Juan Perilla di Universitas Delaware.

Perilla dan tim mahasiswa pascasarjana dan sarjana di Departemen Kimia dan Biokimia UD menggunakan superkomputer untuk mensimulasikan cara kerja bagian dalam Ebola, mengamati cara molekul bergerak, atom demi atom, untuk menjalankan fungsinya. Dalam pekerjaan terbaru tim, mereka mengungkapkan fitur struktural dari cangkang protein melingkar virus, atau nukleokapsid, yang mungkin merupakan target terapeutik yang menjanjikan, lebih mudah tidak stabil dan dihancurkan oleh pengobatan antivirus.

Penelitian ini disorot dalam edisi Selasa, 20 Oktober Jurnal Fisika Kimia, yang diterbitkan oleh American Institute of Physics, sebuah federasi masyarakat dalam ilmu fisika yang mewakili lebih dari 120.000 anggota.

“Nukleokapsid Ebola tampak seperti mata air Slinky, yang cincin tetangganya terhubung,” kata Perilla. “Kami mencoba menemukan faktor apa yang mengontrol stabilitas pegas ini dalam simulasi komputer kami.”

Siklus hidup Ebola sangat bergantung pada nukleokapsid melingkar ini, yang mengelilingi materi genetik virus yang terdiri dari untaian tunggal asam ribonukleat (ssRNA). Nukleoprotein melindungi RNA ini agar tidak dikenali oleh mekanisme pertahanan seluler. Melalui interaksi dengan protein virus yang berbeda, seperti VP24 dan VP30, nukleoprotein ini membentuk unit fungsional minimal – mesin fotokopi – untuk transkripsi dan replikasi virus.

Sementara nukleoprotein penting untuk stabilitas nukleokapsid, temuan tim yang paling mengejutkan, kata Perilla, adalah bahwa dengan tidak adanya RNA untai tunggal, nukleokapsid dengan cepat menjadi tidak teratur. Tetapi RNA saja tidak cukup untuk menstabilkannya. Tim juga mengamati ion bermuatan yang mengikat nukleokapsid, yang dapat mengungkapkan di mana faktor seluler penting lainnya mengikat dan menstabilkan struktur selama siklus hidup virus.

Perilla membandingkan pekerjaan tim dengan pencarian “kenop” molekuler yang mengontrol stabilitas nukleokapsid seperti kenop pengatur volume yang dapat diaktifkan untuk menghalangi replikasi virus.

Tim UD membangun dua sistem dinamika molekuler dari nukleokapsid Ebola untuk studi mereka. Satu termasuk RNA untai tunggal; yang lainnya hanya berisi nukleoprotein. Sistem tersebut kemudian disimulasikan menggunakan superkomputer Frontera dari Texas Advanced Computing Center – superkomputer akademik terbesar di dunia. Simulasi tersebut memakan waktu sekitar dua bulan.

Asisten peneliti pascasarjana Chaoyi Xu menjalankan simulasi molekuler, sementara seluruh tim terlibat dalam mengembangkan kerangka kerja analitis dan melakukan analisis. Penulisan naskah merupakan pengalaman belajar bagi Xu dan asisten peneliti sarjana Tanya Nesterova, yang belum pernah terlibat langsung dalam pekerjaan ini sebelumnya. Dia juga menerima pelatihan sebagai ilmuwan komputasi generasi berikutnya dengan dukungan dari program Sarjana Penelitian Sarjana UD dan program XSEDE-EMPOWER dari NSF. Yang terakhir memungkinkannya untuk melakukan penelitian tingkat tertinggi menggunakan superkomputer top nasional. Keahlian peneliti postdoctoral Nidhi Katyal juga penting untuk menyelesaikan proyek, kata Perilla.

Meskipun ada vaksin untuk Ebola, vaksin itu harus dijaga tetap sangat dingin, yang sulit dilakukan di daerah terpencil Afrika di mana wabah telah terjadi. Akankah kerja tim membantu memajukan perawatan baru?

“Sebagai ilmuwan dasar kami sangat senang memahami prinsip-prinsip dasar Ebola,” kata Perilla. “Nukleokapsid adalah protein paling melimpah di dalam virus dan sangat imunogenik – mampu menghasilkan tanggapan kekebalan. Jadi, temuan baru kami dapat memfasilitasi pengembangan pengobatan antivirus baru.”

Saat ini, Perilla dan Jodi Hadden-Perilla menggunakan simulasi superkomputer untuk mempelajari virus korona baru yang menyebabkan COVID-19. Meskipun struktur nukleokapsid pada Ebola dan COVID-19 memiliki beberapa kesamaan – keduanya adalah protofilamen heliks seperti batang dan keduanya terlibat dalam replikasi, transkripsi, dan pengemasan genom virus – di situlah kesamaan berakhir.

“Kami sekarang menyempurnakan metodologi yang kami gunakan untuk Ebola untuk memeriksa SARS-CoV-2,” kata Perilla.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Togel Singapore

Author Image
adminProzen