使用计算机模拟发现病毒RNA迄今无法想象的特性开辟了新的前景

为了对抗病毒，细胞可以部署防御酶，从两个链末端之一开始逐步破坏病毒基因组链。但是，这种降解机制对诸如Zika之类的流行病毒无效。实际上，防御酶卡在病毒基因组的精确点上，通过假定“防御性”构象而产生强烈的抗性。正如Trieste的SISSA协调并发表在《自然通讯》上的一项最新研究所证明的，这就是病毒成功保护受感染细胞内部重要RNA的方式。

尽管已经知道某些病毒(如引起寨卡病毒感染，登革热或黄热病的病毒)能够产生抵抗细胞机器攻击的RNA的能力，但科学家们在这项研究中发现并解释了这种现象背后的机理使用计算机模拟。病毒RNA链的某些部分会以一种非常紧凑的形式与渐进的酶促降解反应，这种降解从链的一个特定末端开始。

因此，降解过程被阻止和避免。同时，如果从另一端接近相同的RNA链，该RNA链被复制它的酶所参与，则该分子的抵抗力不会那么强，从而使病毒能够有效地自我复制。简而言之，防御机制从攻击开始的地方开始。

这项新的研究为使用计算机模拟发现病毒RNA迄今无法想象的特性开辟了新的前景，从而为新颖的治疗方法提供了可能的机制线索。

此外，Zika RNA中发现的异常特性是病毒与受感染生物之间长期进化竞赛的产物，可用于设计具有定向机械抗性的新型超常材料。

研究病毒基因组抗性的虚拟实验

SISSA的Cristian Micheletti解释说：“实验室实验已经发现Zika基因组的相当大的部分可以成功地抵抗降解酶的攻击。但是，究竟是怎么发生的，目前尚不清楚，并且无法用当前的实验技术直接进行探测。”谁协调了这项研究。为了阐明这一问题，科学家们使用了计算机模拟，通过某种虚拟实验再现了病毒RNA两端参与细胞内时所发生的事情。“这项研究使我们了解了这些病毒RNA的降解抗性是如何在其复杂的结构中编码的，以及后者如何导致两端的机械抗性如此不同。

Micheletti用自动伞的比喻来解释它：“如果我们将自动伞放入支架中，而无意间按下了按钮，则伞将被卡住，并且会阻止我们将其拉出的尝试。当防御酶与病毒RNA链的特殊点相互作用时：它们触发了链的拉紧过程，阻止了它们进一步进行。” 相比之下，读取或复制相同病毒RNA的酶从链的另一端开始起作用，并且不会触发明显的抗性，从而使病原体复制并传播感染。简而言之，通过从另一端拿起雨伞，没有触发开关的风险。

从生物学到纳米技术：新的研究视角

该研究的主要作者安东尼奥·苏马(Antonio Suma)解释说：“通过建模和仿真，我们对Zika基因组的非凡机械性能和补充实验进行了阐明，并提供了对基本原子过程的详细描述。”

“这将非常有趣，” Micheletti继续说道，“研究是否可以在其他病毒和非病毒RNA中发现这些令人惊讶的机械特性。我们也希望我们的发现将启发新型超材料的实现，例如上文分子链，由于其构型的合理设计，可能获得与Zika RNA相同的方向机械强度。”