Supercomputer svela la struttura “proteica” dell’HIV

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Grazie a una serie di tecnologie d’avanguardia e all’elaborazione di un nuovo supercomputer, i ricercatori statunitensi sono riusciti a stabilire l’esatta struttura atomica del guscio virale dell’HIV, dimostrando che è formato da 64 milioni di atomi, 1.300 proteine identiche che disegnano 216 esagoni intervallati da 12 pentagoni necessari per fornire la giusta curvatura alla struttura.

La ricerca è stata svolta dall’Univesità di Pittsburgh e dalla Vanderbilt University, la forza del virus HIV sarebbe causata dall’esistenza di un involucro proteico all’interno del virus in grado di rendere il suo materiale genetico inattaccabile e protetto. Gli scienziati hanno evidenziato come il capside dell’HIV sia la meta più ambita per i  farmaci antiretrovirali ed è stato possibile aggregare l’intero capside dell’HIV soltanto attraverso una nuova tecnologia: il Blue Waters. Questo supercomputer è stato in grado di mettere insieme più di 1.300 proteine identiche, soprattutto dal punto di vista atomico. I test del Blue Waters sono stati effettuati presso il National Center for Supercomputing Applications della University of Illinois. Il capside è un componente fondamentale per il virus dell’Hiv: serve a proteggere il suo materiale genetico dall’ambiente esterno e a favorirne l’inserimento nelle cellule da infettare. Ricerche precedenti avevano già suggerito che la sua struttura a cono, disomogenea e asimmetrica, fosse composta da un elevato numero di proteine identiche e organizzate in modo da formare un complesso reticolo di esagoni e pentagoni, ma nessuno finora era riuscito a capire quanti fossero esattamente i pezzi di questo ‘puzzle’ e come fossero incastrati.

“Questa è una grande struttura, una delle più grandi strutture mai definite”, ha dichiarato il professore di fisica Klaus Schulten, autore delle simulazioni molecolari, in collaborazione con il ricercatore Juan R. Perilla.”“E’ stato molto chiaro che sarebbero necessarie una quantità enorme di simulazioni, la più grande simulazione mai pubblicata, che coinvolga 64 milioni di atomi.” Studi condotti precedentemente erano stati in grado di stabilire che il capside conteneva un dato numero di proteine uguali, organizzate in esagoni e pentagoni, ma non erano riusciti a determinare da quanti blocchi fosse formata la struttura. Le simulazioni condotte da Schulten, come accennato precedentemente, hanno portato alla conclusione che il capside del virus HIV contiene 216 esagoni e 12 pentagoni che formano una struttura a cono. La distribuzione delle proteine, però, varia da una regione all’altra del capside. “Questo è davvero un mistero”, ha detto Schulten. “Come può un solo tipo di proteina formare qualcosa di tanto vario quanto questa cosa? La proteina deve essere intrinsecamente flessibile”. “Il capside dell’HIV in realtà ha due caratteristiche completamente opposte”, ha spiegato Schulten. “E’ per proteggere il materiale genetico, ma una volta che arriva nella cellula deve rilasciare il materiale genetico e questo deve accadere con ottimo tempismo. Troppo velocemente non va bene, troppo lentamente non va bene e questo è un momento in cui si può inserire uno strumento nel sistema. Alcuni dei farmaci antivirali più potenti hanno come bersaglio il capside virale”.

Ora che l’intera architettura è stata svelata, i ricercatori sostengono che sarà più facile mettere a punto nuovi farmaci che possano interferire con la sua formazione e con il delicato momento dell’apertura durante l’infezione.

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