超级计算机创建 HIV 病毒外壳的原子模型

人类免疫缺陷病毒的衣壳既是盾牌，也是敞开的后门。衣壳位于每个 HIV 粒子的中心，保护病毒的遗传物质。一旦病毒进入人体细胞，衣壳就会按程序有序地解体，从而启动病毒对细胞的接管。

然而，衣壳可能对某些药物敏感，研究人员目前正在研究这些药物作为潜在的治疗方法。（目前没有针对衣壳的艾滋病毒药物。）“衣壳打开的时间对于病毒的毒性程度至关重要，”伊利诺伊大学物理学家克劳斯·舒尔滕在一份声明中说。“这也许是我们干预艾滋病毒感染的最佳方法。”

舒尔滕所在的团队首次在原子水平上模拟了 HIV 衣壳的结构。科学家们已经对构成 HIV 衣壳的蛋白质有了不少了解，但直到现在才能够了解衣壳究竟由多少蛋白质组成等细节。新模型需要大量的计算能力，而这种能力直到最近才得以实现；对衣壳中所有 6400 万个原子的模拟是在伊利诺伊大学的 Blue Waters 超级计算机上进行的，该超级计算机在计算过程中可以维持 1 千万亿次浮点性能。

舒尔滕和他的团队包括来自美国几所大学的生物学家、物理学家和疾病研究人员，他们希望他们的模型能够帮助其他人设计出以某种方式干扰衣壳的药物。

研究人员发现，衣壳主要由 216 个六边形蛋白质组成，这些蛋白质整齐地排列在一起，就像蜂巢中的细胞一样。同时，12 个五边形蛋白质在衣壳中形成尖角，形成一个狭窄的圆锥体。先前的研究表明，这些五边形构成了衣壳的角，但这项研究有助于证实这是真的。

研究团队还进行了一些模拟，展示了衣壳结构的哪些破坏会导致其无法正确形成或以高速度繁殖。

为了检验他们的模型，研究小组将他们的结果与他们和其他科学家之前发现的 HIV 衣壳数据进行了比较，包括有关衣壳独特形状的信息。建模者在今天发表在《自然》杂志上的一篇论文中写道，该模型与已有数据非常吻合。

能够如此精确地看到微小到甚至没有颜色的东西，这是一件很酷的事情——病毒比光的波长小得多。然而，对一些人来说，看到艾滋病毒的结构可能特别有吸引力。卢克·杰拉姆 (Luke Jerram) 是一位英国艺术家，他制作微生物的玻璃雕塑。他以前制作过艾滋病毒颗粒，并于 2009 年收到一位匿名粉丝的来信：

亲爱的卢克，
我刚刚看到了你制作的艾滋病毒玻璃雕塑的照片。
我无法停止看着它。我知道我的体内有数百万个这样的人，它们将成为我一生的一部分。你的雕塑，即使是一张照片，也让我对艾滋病毒有了比我见过的任何照片或插图更真实的认识。看到我的敌人，以及最终可能导致我死亡的原因，并发现它如此美丽，这是一种非常奇怪的感觉。
谢谢。