أول إعادة بناء حاسوبي لفيروس في مجمله البيولوجي
ابتكر باحث في جامعة أستون أول جهاز كمبيوتر على الإطلاق لإعادة بناء فيروس ، بما في ذلك جينومه الأصلي الكامل.
على الرغم من أن باحثين آخرين قد قاموا بإنشاء عمليات إعادة بناء مماثلة ، إلا أن هذا هو أول من يكرر التركيب الكيميائي الدقيق والبنية ثلاثية الأبعاد لفيروس “حي”.
قد يقود هذا الطريق للبحث عن بديل للمضادات الحيوية ، مما يقلل من خطر مقاومة مضادات البكتيريا.
تم نشر بحث إعادة البناء والتحقق من صحة نموذج الفيروس بأكمله مع الجينوم الكامل من كثافة cryo-EM المختلطة للدكتور ديمتري نيروخ ، من قسم الرياضيات في كلية الهندسة والعلوم الفيزيائية بجامعة أستون في مجلة Faraday Discussions.
تم إجراء البحث باستخدام البيانات الحالية لهياكل الفيروسات التي تم قياسها عبر الفحص المجهري بالتبريد الإلكتروني (cryo-EM) ، والنمذجة الحسابية التي استغرقت ما يقرب من ثلاث سنوات على الرغم من استخدام أجهزة الكمبيوتر العملاقة في المملكة المتحدة واليابان.
سيفتح هذا الطريق أمام علماء الأحياء للتحقيق في العمليات البيولوجية التي لا يمكن فحصها بالكامل حاليًا لأن الجينوم مفقود في نموذج الفيروس.
يتضمن ذلك اكتشاف كيفية قيام العاثية (bacteriophage) ، وهي نوع من الفيروسات التي تصيب البكتيريا ، بقتل بكتيريا معينة مسببة للأمراض.
في الوقت الحالي ، لا يُعرف كيف يحدث هذا ، لكن هذه الطريقة الجديدة لإنشاء نماذج أكثر دقة ستفتح مزيدًا من البحث في استخدام العاثية لقتل بكتيريا محددة مهددة للحياة.
قد يؤدي هذا إلى علاج أكثر استهدافًا للأمراض التي تعالج حاليًا بالمضادات الحيوية ، وبالتالي يساعد في معالجة التهديد المتزايد لمقاومة المضادات الحيوية على البشر.
قال الدكتور نيروخ: “حتى الآن لم يتمكن أي شخص آخر من بناء نموذج جينوم أصلي لفيروس كامل بهذا المستوى التفصيلي (الذري).
“إن القدرة على دراسة الجينوم داخل الفيروس بشكل أكثر وضوحًا أمر مهم للغاية. فبدون الجينوم كان من المستحيل معرفة بالضبط كيف تصيب العاثية البكتيريا.
“سيسمح هذا التطور الآن بمساعدة علماء الفيروسات في الإجابة عن الأسئلة التي لم يتمكنوا من الإجابة عليها في السابق.
“هذا يمكن أن يؤدي إلى علاجات موجهة لقتل البكتيريا التي تشكل خطرا على الإنسان ، وتقليل المشكلة العالمية للبكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية والتي أصبحت مع مرور الوقت أكثر وأكثر خطورة.”
