Un equipo dirigido por la ORNL estudi\u00f3 la prote\u00edna de punta del SARS-CoV-2 en el estado tr\u00edmero, que se muestra aqu\u00ed, para identificar las transiciones estructurales que podr\u00edan interrumpirse para desestabilizar la prote\u00edna y anular sus efectos nocivos efectos Cr\u00e9dito: Debsindhu Bhowmik\/ORNL, Departamento de Energ\u00eda de EE. UU. <\/p>\n
Para explorar el funcionamiento interno del s\u00edndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2, o SARS-CoV-2, investigadores del Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energ\u00eda desarrollaron una t\u00e9cnica novedosa. <\/p>\n
El equipo, que incluye a los cient\u00edficos computacionales Debsindhu Bhowmik, Serena Chen y John Gounley, realiz\u00f3 simulaciones de din\u00e1mica molecular del nuevo virus que caus\u00f3 la pandemia de la enfermedad COVID-19 en la supercomputadora Summit de ORNL, un sistema IBM AC922. Luego, los investigadores analizaron el resultado con un enfoque de aprendizaje profundo personalizado para producir una imagen molecular completa de la prote\u00edna \u00abpico\u00bb en la superficie del virus.<\/p>\n
Este m\u00e9todo les permiti\u00f3 identificar regiones flexibles espec\u00edficas, que estudiaron en detalle extremo para revelar objetivos terap\u00e9uticos prometedores. Apuntar a estos objetivos podr\u00eda crear v\u00edas de tratamiento m\u00e1s confiables que interrumpan las transiciones estructurales clave en el ciclo de vida del virus y al mismo tiempo respalden la respuesta inmune natural del cuerpo.<\/p>\n
\u00abUna mejor comprensi\u00f3n de la prote\u00edna del pico podr\u00eda complementar las vacunas actuales contra el COVID-19 informando sobre nuevos tratamientos y brindando informaci\u00f3n sobre el dise\u00f1o potencial de f\u00e1rmacos\u00bb, dijo Bhowmik.<\/p>\n
Usando el c\u00f3digo Nanoscale Molecular Dynamics, o NAMD, en Summit, la supercomputadora m\u00e1s poderosa del pa\u00eds, los investigadores simularon las mol\u00e9culas de las prote\u00ednas estructuras para SARS-CoV-2 y otros tres coronavirus humanos: SARS-CoV-1, MERS-CoV y HCoV-HKU1. Despu\u00e9s de completar esta comparaci\u00f3n \u00fanica y completa de cuatro prote\u00ednas de punta diferentes, compararon los componentes y el comportamiento del SARS-CoV-2 con miles de estructuras de muestra de otros virus utilizando una arquitectura de aprendizaje profundo llamada codificador autom\u00e1tico variacional convolucional o CVAE.<\/p>\n
Estos esfuerzos revelaron regiones previamente inexploradas de la prote\u00edna espiga del coronavirus en las que la intervenci\u00f3n m\u00e9dica dirigida podr\u00eda evitar que el SARS-CoV-2 infecte c\u00e9lulas sanas. Los investigadores presentaron sus hallazgos en el IEEE Big Data Workshop para COVID-19, y su art\u00edculo se publica en las actas de la Conferencia internacional IEEE 2021 sobre Big Data.<\/p>\n
Cada prote\u00edna de pico contiene tres cadenas de prote\u00ednas, o prot\u00f3meros, que se conocen colectivamente como el tr\u00edmero. Cada prot\u00f3mero comprende el dominio amino-terminal o NTD; el dominio de uni\u00f3n al receptor, o RBD; y el dominio S2. El NTD y el RBD est\u00e1n ubicados en la subunidad S1 de la prote\u00edna espiga, mientras que el dominio S2 reside en la subunidad S2.<\/p>\n
\u00abTodos estos coronavirus tienen prot\u00f3meros que se ensamblan para formar un tr\u00edmero, lo que significa que tienen estructuras intr\u00ednsecamente flexibles que potencialmente pueden manipularse durante el ensamblaje\u00bb, dijo Chen.<\/p>\n
Despu\u00e9s de confirmar que el SARS-CoV-2 tiene la misma flexibilidad estructural que se encuentra en otros coronavirus, el equipo estudi\u00f3 la prote\u00edna de pico en el prot\u00f3mero y el estado del tr\u00edmero para identificar las transiciones estructurales que podr\u00edan interrumpirse para desestabilizar la prote\u00edna y anular sus efectos nocivos. <\/p>\n
Los investigadores descubrieron que dos regiones de la prote\u00edna espiga se vuelven vulnerables sin la presencia de ciertas estructuras estabilizadoras llamadas l\u00e1minas beta. Estas regiones son las partes del dominio S2 que controlan la fusi\u00f3n de las membranas entre el virus y un hu\u00e9sped y la \u00abbisagra\u00bb que conecta las subunidades S1 y S2.<\/p>\n
Las simulaciones en Summit generaron datos de prote\u00ednas de punta para el prot\u00f3mero, que se muestran en amarillo, y para el tr\u00edmero, que se muestra en naranja, que el equipo analiz\u00f3 utilizando una nueva t\u00e9cnica de aprendizaje profundo. Cr\u00e9dito: Debsindhu Bhowmik\/ORNL, Departamento de Energ\u00eda de EE. UU. <\/p>\n
Adem\u00e1s, descubrieron que los anticuerpos reconoc\u00edan sitios similares en las otras prote\u00ednas de punta de coronavirus, lo que llev\u00f3 al equipo a concluir que interrumpir la formaci\u00f3n de l\u00e1minas beta y evitar que los prot\u00f3meros interact\u00faen entre s\u00ed podr\u00eda evitar que la prote\u00edna espiga forme un tr\u00edmero estable y aumentar las respuestas inmunitarias al SARS-CoV-2.<\/p>\n
\u00abCreemos que estas dos regiones est\u00e1n involucradas en ayudar a que la prote\u00edna espiga forme el tr\u00edmero\u00bb, Chen dijo. \u00abLa aplicaci\u00f3n de tratamientos en estas regiones podr\u00eda evitar que el virus complete este proceso e infecte las c\u00e9lulas hu\u00e9sped\u00bb.<\/p>\n
Muchos estudios anteriores se han centrado exclusivamente en RBD porque este dominio se une directamente a la enzima convertidora de angiotensina 2, o ACE2, receptores en c\u00e9lulas humanas. Los cient\u00edficos decidieron ampliar su investigaci\u00f3n para incluir otras \u00e1reas porque, a pesar del papel crucial que desempe\u00f1a en la infecci\u00f3n de un hu\u00e9sped, RBD representa solo el 15 % de la prote\u00edna de punta.<\/p>\n
\u00abEstudiar la prote\u00edna de punta completa en detalle nos permiti\u00f3 ubicar objetivos prometedores para enfoques m\u00e9dicos m\u00e1s all\u00e1 de los que ya han sido identificados en RBD\u00bb, dijo Bhowmik.<\/p>\n
El equipo recibi\u00f3 una asignaci\u00f3n inform\u00e1tica en Summit, que se encuentra en Oak Ridge Leadership Computing Facility, a trav\u00e9s del Consorcio de Computaci\u00f3n de Alto Rendimiento COVID-19.<\/p>\n
\u00abAl comienzo de este proyecto, nuestros c\u00e1lculos detallados revelaron que necesitar\u00edamos ejecutar muchas simulaciones y generar una enorme cantidad de datos para sacar conclusiones cient\u00edficas\u00bb, asegur\u00f3 Gounley. \u00abSummit proporcion\u00f3 la inmensa potencia de c\u00f3mputo que necesit\u00e1bamos para manejar esa carga de trabajo\u00bb.<\/p>\n
Aunque los investigadores originalmente crearon su CVAE para caracterizar la estructura de una peque\u00f1a prote\u00edna a la vez, desarrollaron una versi\u00f3n m\u00e1s avanzada para examinar efectivamente m\u00faltiples prote\u00ednas mucho m\u00e1s grandes simult\u00e1neamente. Sin esta actualizaci\u00f3n, no podr\u00edan haber analizado f\u00e1cilmente los datos de la simulaci\u00f3n porque la prote\u00edna del pico del SARS-CoV-2 es ocho veces m\u00e1s grande que las prote\u00ednas para las que se dise\u00f1\u00f3 originalmente el CVAE.<\/p>\n
\u00abEsta t\u00e9cnica de aprendizaje profundo transforma cantidades masivas de datos en cantidades manejables de datos mientras se asegura que todo permanezca intacto y preciso\u00bb, dijo Bhowmik. \u00abComprimimos toda la prote\u00edna en un solo punto que podemos trazar en un gr\u00e1fico para ver c\u00f3mo evoluciona la estructura con el tiempo\u00bb.<\/p>\n
El equipo planea continuar estudiando la prote\u00edna del pico del SARS-CoV-2 y anticipa que sus m\u00e9todos podr\u00edan aplicarse para realizar an\u00e1lisis adicionales de prote\u00ednas espiga en otros virus complejos.<\/p>\n
Este trabajo fue apoyado por la Oficina de Ciencias del DOE, el programa de Dise\u00f1o Conjunto de Soluciones Inform\u00e1ticas Avanzadas para el C\u00e1ncer y el Proyecto Inform\u00e1tico Exascale. Los investigadores utilizaron los recursos de la OLCF, una instalaci\u00f3n para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE ubicada en ORNL.<\/p>\n
UT-Battelle administra el Laboratorio Nacional Oak Ridge para la Oficina de Ciencias del DOE, el mayor patrocinador de la investigaci\u00f3n b\u00e1sica en la f\u00edsica ciencias en los Estados Unidos. La Oficina de Ciencias del DOE est\u00e1 trabajando para abordar algunos de los desaf\u00edos m\u00e1s apremiantes de nuestro tiempo. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
El estudio detalla los cambios en la prote\u00edna espiga de Omicron M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Serena H. Chen et al, How Distinct Structural Flexibility within SARS-CoV-2 Spike Protein Reveals Potential Therapeutic Targets, Conferencia internacional IEEE 2021 sobre Big Data (Big Data) (2022). DOI: 10.1109\/BigData52589.2021.9671323 Proporcionado por el Laboratorio Nacional de Oak Ridge. news\/2022-01-supercomputing-exposes-potential-pathways-inhibiting.html Este documento est\u00e1 sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigaci\u00f3n privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona \u00fanicamente con fines informativos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Un equipo dirigido por la ORNL estudi\u00f3 la prote\u00edna de punta del SARS-CoV-2 en el estado tr\u00edmero, que se muestra aqu\u00ed, para identificar las transiciones estructurales que podr\u00edan interrumpirse para desestabilizar la prote\u00edna y anular sus efectos nocivos efectos Cr\u00e9dito: Debsindhu Bhowmik\/ORNL, Departamento de Energ\u00eda de EE. UU. Para explorar el funcionamiento interno del s\u00edndrome … Continuar leyendo \u00abLa supercomputaci\u00f3n expone posibles v\u00edas para inhibir el COVID-19\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-5896","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5896","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5896"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5896\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5896"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5896"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5896"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}