Coronavirus : Des chercheurs de Lawrence Livermore publient des prévisions de structure protéique 3D pour le nouveau coronavirus

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Alors que l'inquiétude mondiale continue de croître à propos d'un nouveau coronavirus se propageant de Chine, une équipe de chercheurs du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) a développé un ensemble préliminaire de structures protéiques 3D prédictives du virus pour aider les efforts de recherche pour lutter contre la maladie.

Les modèles 3D prévus par l'équipe, développés au cours de la semaine dernière à l'aide d'un processus de modélisation précédemment évalué par les pairs, sont basés sur la séquence génomique du nouveau coronavirus et la structure connue d'une protéine trouvée dans le virus qui cause le syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS) , également un coronavirus qui ressemble étroitement au nouveau virus.

"Une grande partie de la valeur de ces nouveaux modèles structurels est qu'ils présentent la protéine prédite en complexe avec des anticorps neutralisant le SRAS", a déclaré Adam Zemla, biologiste et mathématicien en structure LLNL. "Cela peut être considéré comme la première étape pour la communauté mondiale de la recherche pour identifier et modéliser la façon dont les anticorps thérapeutiques peuvent être conçus pour lutter contre le nouveau coronavirus."

Les chercheurs du laboratoire conçoivent une diversité de modèles de protéines parce que la nouvelle structure des protéines de coronavirus n'est pas encore connue, selon Daniel Faissol, scientifique des données à la division d'ingénierie informatique du laboratoire.

L'étalon-or pour obtenir des structures protéiques pour les virus est la cristallographie aux rayons X, mais le processus complet d'apprentissage de la structure 3D des protéines peut prendre des semaines, voire des mois.

«Nous mettons nos structures protéiques initiales à la disposition de l'ensemble de la communauté des chercheurs dans l'espoir d'accélérer le développement de contre-mesures à l'échelle mondiale, car nous espérons voir une réponse rapide et parce que la situation évolue si rapidement. Alors que nous obtenons plus d'informations sur le virus, notre intention est de mettre à jour nos modèles et de fournir des données de suivi », a déclaré Faissol.

À ce jour, les chercheurs du laboratoire ont développé sept modèles prédictifs 3D de protéines de coronavirus où la thérapeutique pourrait être ciblée à l'aide de trois anticorps différents.

Les modèles ont été développés au LLNL en utilisant des méthodes publiées sur les systèmes de modélisation et d'analyse de la variabilité des structures et des logiciels d'alignement des structures. Les modèles 3D les plus récents peuvent être obtenus en contactant le la biosécurité (à) listserv.llnl.gov (Centre de biosécurité LLNL).

Le travail de l’équipe à l’appui de la nouvelle recherche sur les coronavirus s’inscrit dans le cadre d’un effort de recherche en cours avec le Département de la défense et d’autres travaillant à accélérer la conception de vaccins et de thérapies pour diverses maladies.

Dans une prochaine étape, l'équipe prévoit d'utiliser les modèles de protéines préliminaires dans le cadre d'une nouvelle approche pour accélérer la conception de contre-mesures, en utilisant un nouveau système développé par LLNL qui combine l'apprentissage automatique, les expériences biologiques et la simulation sur le calcul haute performance. Dans ce processus, le point de départ est la structure protéique estimée qu'ils ont récemment libérée.

En fin de compte, le système peut aider à identifier des candidats nouveaux et / ou améliorés pour le développement de contre-mesures. «Pouvoir estimer rapidement ces structures est un facteur clé pour une conception informatique rapide», a déclaré Thomas Desautels, un scientifique des données du LLNL.

Les travaux sur les coronavirus s'appuient sur les capacités scientifiques et technologiques développées dans le cadre du programme interne de recherche et développement dirigé par les laboratoires du LLNL, qui soutient la recherche de pointe à haut risque.

En plus de Zemla, Desautels et Faissol, les autres membres de l'équipe sont Edmond Lau, chimiste en informatique, et Magdalena Franco, chercheuse biomédicale.