超级计算机预测艾滋病病毒的隐秘行动

时间:2017-11-01 10:38:05166网络整理admin

作者:Roxanne Khamsi在超级计算机和智能算法的帮助下,科学家们现在可以确定特定的病毒突变如何使HIV躲避身体的防御,从而在细胞内造成严重破坏研究人员认为,他们的新研究提供了一份“作弊表”,详细说明了病毒可以进行的隐形行动,因此他们的结果可以帮助其他研究人员开发出有效的艾滋病疫苗由于人体免疫系统不能轻易监测细胞内部发生的情况,因此它依赖于称为人类白细胞抗原或HLA的蛋白质来帮助跟踪这种活动 HLA通过在细胞内拾取蛋白质片段并将其带到细胞表面来帮助这项侦探工作,免疫系统可以在细胞表面决定细胞内是否出现问题因此,例如,HLA蛋白可能会吸收HIV的碎片并在表面呈现这些碎片,促使免疫系统破坏细胞最大的问题是HIV可以在体内快速变异,使其能够逃脱某些HLA变异体的检测更为复杂的是,在人群中存在500种不同的HLA变异 - 个体从每个亲本继承一种形式的分子因此,了解个体免疫系统检测和摧毁某种突变形式的HIV的能力是一项棘手的任务美国马萨诸塞州波士顿合作伙伴艾滋病研究中心的Zabrina Brumme和她的合作者决定使用数学来解释这个复杂的问题他们从加拿大大约700名艾滋病毒感染者的血液样本开始他们的研究一般来说,试验中的志愿者已被感染至少五年,但只是表现出免疫系统减弱的迹象出于这个原因,当他们捐献血样进行实验时,他们都没有开始服用抗逆转录病毒药物因此研究人员在病毒中发现的任何突变都代表HIV试图逃避免疫系统,而不是发展出对药物的抵抗力 Brumme和她的同事分析了血液样本中的病毒片段,并确定了每个人体内HIV的基因序列他们还确定了每个人的HLA类型接下来,他们转向250台联网计算机进行复杂的统计分析,以了解具有某些HLA类型的人群如何更容易受到特定HIV感染的影响 Brumme表示,至少需要一年的标准台式电脑来运行相同的计算重要的是,复杂的统计数据使研究人员能够控制除HLA类型之外的其他因素,这些因素会影响某些HIV毒株的流行数字计算将HIV序列中的特定变化与某些HLA类型联系起来例如,患有HLA型B57的人易于发展HIV病毒株,其编码病毒序列中位置245处的缬氨酸内的氨基酸谷氨酸布鲁姆说,该研究的信息将有助于科学家们创造一种预防艾滋病毒感染的疫苗 “艾滋病研究人员面临的主要挑战之一是这种病毒的大量多样性,”她说 Brumme解释说,在设计疫苗时,了解哪种版本的病毒会引发免疫系统以及哪些版本会成功逃避免疫系统非常重要疫苗只有在刺激免疫反应时才会成功期刊参考:PLoS病原体(DOI: