Cr\u00e9dito: CC0 Public Domain <\/p>\n
Durante la pandemia de COVID-19, los investigadores de la Universidad Estatal de Michigan est\u00e1n a la altura de las circunstancias y encabezan proyectos que buscan ayudar a los esfuerzos internacionales para desarrollar tratamientos para el virus. Uno de esos investigadores es el Dr. Michael Feig, que forma parte del Departamento de Bioqu\u00edmica y Biolog\u00eda Molecular de la MSU. \u00c9l y su postdoctorado, el Dr. Lim Heo, generaron modelos de alta precisi\u00f3n para el virus SARS-CoV-2. Dado que estos modelos estructurales no estaban disponibles anteriormente a partir de experimentos, estos modelos de alta precisi\u00f3n ahora se pueden usar en estudios adicionales que prueban c\u00f3mo ciertos qu\u00edmicos responden a las prote\u00ednas. Otros investigadores utilizan estos modelos como punto de partida para evaluar medicamentos existentes o desarrollar nuevos medicamentos para su uso potencial en el tratamiento de COVID-19. La idea es que si las estructuras moleculares de los medicamentos pueden unirse al virus SARS-CoV-2, pueden dificultar su funci\u00f3n y reducir la gravedad de la COVID-19. <\/p>\n
Dentro del esfuerzo mayor para mitigar el impacto del virus en la poblaci\u00f3n, hay tres esfuerzos principales. El primero es el desarrollo de vacunas, el segundo es el modelado epidemiol\u00f3gico y el tercero es \u00abencontrar terapias, ya sea mediante la reutilizaci\u00f3n de medicamentos existentes y, finalmente, el desarrollo de nuevos medicamentos\u00bb, seg\u00fan el Dr. Feig. El Dr. Feig est\u00e1 trabajando para alcanzar el tercer objetivo. Mientras que otros investigadores con este objetivo se est\u00e1n involucrando en un m\u00e9todo cl\u00ednico de \u00abensayo y error\u00bb, el trabajo del Dr. Feig permite un enfoque m\u00e1s preciso que se basa menos en conjeturas, ya que se ocupa del modelado y las pruebas eventuales de reacciones qu\u00edmicas basadas en las estructuras de prote\u00ednas modeladas. . Su grupo se especializa en el refinamiento y el modelado de estructuras moleculares de alta precisi\u00f3n donde no hay datos experimentales disponibles y el trabajo de su grupo es particularmente esencial porque proporciona los mejores modelos que se pueden generar hoy en d\u00eda para las prote\u00ednas del SARS-CoV-2 con estructuras desconocidas para que el f\u00e1rmaco la selecci\u00f3n por parte de otros grupos de investigaci\u00f3n puede ser m\u00e1s efectiva. <\/p>\n
Por supuesto, su trabajo tambi\u00e9n es bastante desafiante. Aunque su grupo ya tiene un protocolo establecido para generar modelos de alta precisi\u00f3n, el grupo del Dr. Feig generalmente se enfoca en objetivos proteicos m\u00e1s peque\u00f1os. Afirm\u00f3 que \u00abdebido a que los objetivos en el SARS-CoV-2 son bastante grandes, presentan desaf\u00edos computacionales\u00bb. Adem\u00e1s, afirm\u00f3 que \u00abalgunos de ellos est\u00e1n unidos a membranas, lo que tambi\u00e9n agrega una complejidad adicional que tuvimos que abordar\u00bb. Es decir, el proceso que utiliza su grupo es computacionalmente muy costoso y cuanto m\u00e1s grande y compleja es la estructura, m\u00e1s recursos computacionales se requieren para generar modelos para esa estructura. No solo es necesario modelar estas estructuras complejas, sino que deben modelarse lo m\u00e1s r\u00e1pido posible debido a la urgencia de la pandemia de COVID-19. El Dr. Feig dijo que tuvo que \u00abpresionar mucho para obtener muchos modelos con un nivel muy alto de precisi\u00f3n\u00bb. Su grupo pudo superar este desaf\u00edo al adquirir tantos recursos computacionales en diferentes sitios como pudieron. <\/p>\n
Cr\u00e9dito: Universidad Estatal de Michigan <\/p>\n
Los servicios de HPCC de MSU han jugado un papel importante para ayudar al grupo de investigaci\u00f3n del Dr. Feig a superar estas dificultades. Su grupo utiliza computaci\u00f3n de alto rendimiento (HPC) para el \u00abdesaf\u00edo computacional de usar simulaciones por computadora para mejorar los modelos\u00bb. Para adquirir las herramientas necesarias para completar los modelos, el grupo del Dr. Feig necesita una gran cantidad de nodos de computadora. Su investigaci\u00f3n requiere una cantidad especialmente grande de GPU. Una asignaci\u00f3n en los centros nacionales de supercomputaci\u00f3n ayud\u00f3 a abordar parte de la necesidad, pero el Dr. Feig expres\u00f3 su agradecimiento a ICER porque fue \u00abgeneroso al darnos acceso a algunas de sus GPU\u00bb para proporcionar recursos adicionales significativos para generar modelos de alta precisi\u00f3n a un ritmo m\u00e1s r\u00e1pido. . La contribuci\u00f3n de los servicios de HPCC de ICER permiti\u00f3 al grupo del Dr. Feig acelerar significativamente el proceso a trav\u00e9s del cual generan modelos. <\/p>\n
Ahora, el Dr. Feig casi ha terminado de generar modelos de alta precisi\u00f3n para prote\u00ednas individuales de SARS-CoV-2 para enviar a otros grupos de investigaci\u00f3n. La mayor\u00eda de los modelos generados para las prote\u00ednas est\u00e1n disponibles p\u00fablicamente y est\u00e1n comenzando a ser utilizados por otros grupos de investigaci\u00f3n que trabajan para desarrollar tratamientos para COVID-19. El Dr. Feig explic\u00f3 que el siguiente paso para su grupo es trabajar en el ensamblaje de esas prote\u00ednas en \u00abunidades biol\u00f3gicamente m\u00e1s relevantes\u00bb y, finalmente, construir un modelo completo de alta precisi\u00f3n del virus. Este trabajo en curso est\u00e1 en colaboraci\u00f3n con los profesores Rommie Amaro en UCSD y Syma Khalid en la Universidad de Southampton en el Reino Unido y tiene como objetivo generar modelos para la envoltura viral en alta resoluci\u00f3n. Dichos modelos podr\u00edan dar m\u00e1s informaci\u00f3n sobre c\u00f3mo funciona el virus en su conjunto. Un enfoque actual est\u00e1 en los ensamblajes que pertenecen a la prote\u00edna de pico. La prote\u00edna espiga es una prote\u00edna que facilita la entrada del virus en la c\u00e9lula durante las etapas iniciales de la infecci\u00f3n. Al conocer el mecanismo por el cual comienza la infecci\u00f3n, es m\u00e1s f\u00e1cil para otros grupos idear soluciones que detengan el proceso de infecci\u00f3n.<\/p>\n
Antes de la pandemia, el Dr. Feig ya ten\u00eda un inter\u00e9s de larga data en el modelado molecular de alta resoluci\u00f3n. estructuras Hist\u00f3ricamente, su trabajo se ha ocupado de la construcci\u00f3n de modelos de alta precisi\u00f3n y la mejora de los m\u00e9todos para construir modelos de alta precisi\u00f3n. Dijo que antes de la pandemia \u00abrealmente no pensaba en los coronavirus, pero apareci\u00f3 el COVID-19 y hab\u00eda una gran necesidad de tener modelos precisos\u00bb. En consecuencia, su grupo abandon\u00f3 todo una vez que comenz\u00f3 la pandemia y \u00abpresion\u00f3 mucho para generar modelos tan buenos como podamos para ayudar a la comunidad y permitir que otros investigadores tengan m\u00e1s \u00e9xito\u00bb. <\/p>\n
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