Coronavirus – Vad vi gör och hur du kan hjälpa

Proteiner är molekylära maskiner som utför många funktioner vi förknippar med livet. De känner av miljön (t.ex. i smak och lukt), utför arbete (t.ex. muskelsammandragning och bryta ner mat), och spelar strukturella roller (t.ex. ditt hår). De är gjorda av en linjär kedja av kemikalier som kallas aminosyror som i många fall spontant "vika" i kompakta, funktionella strukturer. Ungefär som alla andra maskiner, det är hur ett protein komponenter är ordnade och flytta som bestämmer proteinet funktion. I det här fallet är komponenterna atomer.

Virus har också proteiner som de använder för att undertrycka vårt immunsystem och reproducera sig själva.

För att hjälpa till att ta itu med coronavirus vill vi förstå hur dessa virusproteiner fungerar och hur vi kan designa terapeutiska för att stoppa dem.

Det finns många experimentella metoder för att bestämma proteinstrukturer. Medan extremt kraftfull, avslöjar de bara en enda ögonblicksbild av ett protein vanliga form. Men proteiner har massor av rörliga delar, så vi vill verkligen se proteinet i aktion. De strukturer vi inte kan se experimentellt kan vara nyckeln till att upptäcka en ny terapeutisk.

Använda fotboll som en analogi för den experimentella situationen, det är som om du bara kunde se spelarna uppradade för snap (den enda arrangemang spelarna tillbringar mest tid i) och var blind för resten av spelet.

Att se en enda struktur av ett protein (vänster) är som att se spelare uppradade för snap i fotboll. Viktig information, men mycket saknas också. Proteinstrukturen visar en sfär för varje atom (blå) och röda pilar som belyser ett läkemedelsbindande ställe i detta protein.

Vår specialitet ligger i att använda datorsimuleringar för att förstå proteiners rörliga delar. Titta på hur atomerna i ett protein rör sig i förhållande till varandra är viktigt eftersom det fångar värdefull information som är otillgänglig på något annat sätt.

Med de experimentella strukturerna som utgångspunkter kan vi simulera hur alla atomer i proteinet rör sig, effektivt fylla i resten av spelet som experiment missar.

http://www.youtube.com/watch?v=NTLU1anxe8c och

En film som fångar hur proteinet som visas innan flyttar är som att få titta på hela fotbollsmatchen. I det här fallet ser vi en fickform som var frånvarande i den experimentella strukturen.

Detta kan avslöja nya terapeutiska möjligheter. Till exempel, i vår senaste papper, simulerade vi ett protein från ebolavirus som vanligtvis anses vara "undruggable" eftersom ögonblicksbilder från experiment inte har uppenbara druggable platser. Men, våra simuleringar avslöjade en alternativ struktur som har en druggable plats. Viktigt, vi utförde sedan experiment som bekräftade vår beräkningsprognos, och söker nu efter läkemedel som binder denna nyupptäckta bindande webbplats.

En experimentell struktur av ett ebolaprotein har inte uppenbara druggable platser (inga djupa fickor bland atomer som visas som sfärer). Våra simuleringar fångade en rörelse som skapar en potentiellt druggable plats i detta ebolaprotein. Istället för att visa sfärer för varje atom, visar denna tecknad film ett band spåra den linjära kedjan av aminosyror (kemikalier) proteinet är gjort av.

Vi vill göra samma sak med coronavirus.

Sprida kunskapen, Opensource

När vi är klara med vår analys laddar vi upp data här:

Vi gör också alla data allmänt tillgängliga, så att andra personer som arbetar på fältet kan kontrollera vår analys och alla med nya metoder (t.ex. den alltid växande maskininlärningsdataanalysen) kan titta på dem när som helst: https://osf.io/2h6p4/wiki/home/ och https://osf.io/dp4cb/wiki/home/

Vi samarbetar också med andra labb och grupper utanför Foldingathome Consortium för att lösa COVID-19 asap.

VAD DU KAN GÖRA

1. Donera datorkraft:

Att ladda Folding@home och hjälpa oss att köra simuleringar är det primära sättet att bidra. Dessa beräkningar är enorma och varje liten bit hjälper! Varje simulering du kör är som att köpa en lott. Ju fler biljetter vi köper, desto större är våra chanser att få jackpotten. Vanligtvis kommer din dator aldrig vara sysslolös, men vi har haft en sådan entusiastisk svar på vår COVID-19 arbete som du kommer att se några intermittent driftstopp som vi sprint till setup fler simuleringar. Ha tålamod med oss! Det finns mycket värdefull vetenskap att göra, och vi får det igång så fort vi kan.

Missa inte vår klient FAQ. Här

Att fokusera på Covid19 forskning som din kategori till någon.

2) Om du inte har datorer att bidra eller känner sig särskilt generös, kan du också göra donationer genom Washington University i St Louis. Dessa medel används för ett antal ändamål, bl.a.

2.1) Stödja vår programvaruteknik och server-side hårdvara (särskilt viktigt just nu som vi skala upp snabbt!)

2.2) Köpa föreningar för att testa experimentellt baserat på insikt från våra simuleringar.

Covid-19 partners