计算机模拟揭露 HIV 病毒体内传播细节 有望为治疗提供新途径

HIV 病毒侵入宿主细胞后，会促使宿主细胞形成一个病毒膜囊。最终，膜囊以出芽的方式从被感染的宿主细胞中释放出来，并到处“游走”。一旦与其他细胞接触，膜囊即可通过细胞质膜侵入细胞，并迅速地破裂，感染细胞，然后再形成新的膜囊。通过这样的过程，HIV 在人体内感染细胞，并破坏细胞。

图 | HIV 病毒出芽是其生命周期中最后一环，出芽释放后再去侵入其他细胞（图片来源：Voth et al., 2017, PNAS / 芝加哥大学）

一直以来，人们只知道在出芽过程中起着关键作用的组分是一种名为“Gag”的蛋白质复合体。但是，人们尚不清楚出芽过程的具体细节，也一直无法成功获取 Gag 的分子结构图像，因此也不清楚它的准确结构。芝加哥大学的 Voth 团队利用计算机建模的方式模拟了活动的 Gag，并由此推断它的性能和结构，揭露 HIV 出芽过程的细节。

首先，他们利用 Gag 的已知部分建立了模型。然后，模拟了该模型在细胞中的互动及反应。为了与细胞的基础结构相匹配，研究团队不断调整模型，并由此获取最匹配的蛋白质结构及其参与的过程。之后，他们又与美国国立卫生研究院以及霍华德休斯医学研究所的家合作，在实验室成功验证了他们的发现。

该项研究有助于一系列新疗法的发展，并最终会产生一种有效抵抗 HIV 的新疗法。同时，这项研究证明了计算机模拟在模拟病毒方面的作用hiv病毒，也为未来病毒机理研究提供了新颖的方式。尤其是在直接观察分子过程无效的情况下，计算机模拟可提供有力的帮助。

Voth 表示，“一旦找到薄弱环节，就可以研制出新药物hiv病毒，例如通过阻止 Gag 累积，进而阻止病毒的传播”。Voth 团队下一步计划，研究出芽过程之后形成的 HIV 膜囊中的 Gag。