近年来,微软亚洲公司对新冠病毒进行了若干调查。
2021 年，微软亚洲研究所和青华大学发表了一篇封面文章,题为“探索SARS-COV-2 Spoke Protein N-Theteral域利用分子动态模拟的SARS-CoV-2 Spoke Protein监管基金”[1] [1],由微软亚洲研究所和青华大学出版。
微软亚洲研究所和青华大学生命科学学院的古海平教授合作开展了这一计算生物学项目。N-end结构域NTD(N-终端域)的功能主要是利用分子动态模拟研究人类新颖的日冕病毒感染的影响。
预防感染的NTD。
据认为,新型冠状病毒表面涂有S蛋白质,只有在人体受体蛋白ACE 2 承认后才能进入人体。 两者结合的能力越高,对感染的敏感度就越大。
S 蛋白质的形状是字母“ Y ”, 并嵌入在S2 区域底部的病毒表面。 出现的两个分支被称为 NTD 和 RBD( 受体装订域 ) 。
图:新冠状病毒S 蛋白质结构(左S 蛋白质三重结构,三条链;右S 蛋白质单体结构,NTD,RBD和S2)(资料来源:Microsoft Asia Institute)。
在这项研究之前,通过研究发现,RBD可以直接用于鉴定人体受体蛋白质,而NTD没有很好地理解。
微软亚洲研究所与贡教授的实验室合作,建立了一个可靠的模拟系统,拥有数以百万计的原子。超过数十亿个步骤(一步等于一班次飞行),遵循分子动态模拟, 它需要100亿分之一秒。很久很久以前,我一直 能够到达我将要到达的点 到达我将要到达的点 到达我要到的点 我要到的点 我要到的点 我要到的点 我要到的点 我要到的点 我要到的点 我要到的点 我要到的点 我要到的点 我要到的点 我要到的点 我要到的点简单来说，RBD和Y这两个字后面的“裂缝”代表了NTD。
研究发现，RBD在两个州上下上下。只有当状态得到确认时,才能确定人体受体蛋白。该项研究发现，RBD倾向于从一个向上到一个向下的条件。当NTD像拐杖一样落到RBD的时候,它和现在不一样,它和现在是一样的, 它和现在是一样的, 它和现在是一样的,它是一样的, 它和现在是一样的,它是一样的,它和它是一样的,它是一样的, 它和它是一样的,它是一样的,它是一样的,它是一样的,它和它是一样的,它是一样的,它是一样的,它和它是一样的,它是一样的换句话说,国家贸发司保持最新数据。提高她们受感染的能力。
可以认为,NTD在病毒的传播中具有管制功能,改变了RBD的形式,从而影响病毒感染人体的倾向。
SARS-CoV-2图象改变中的监管功能图(资料来源:微软亚洲研究所)。
由此可以预见，用于RBD控制的NTD接口可能是治疗目标。如果你能创造出一种能将NTD引出国家的药用分子,你就可以利用它。很简单,我不确定自己能做点什么因此,RBD更有可能被低估。它已经演变成一种传染性。感染病毒者的能力大大减弱。
"世界上第一次,我们的研究 产生了一个病毒感染期间NTD控制模式"此外，基于这个未来的药理目标开发了一种虚拟药物筛查方法。此外,还测试了新冠状动脉病毒的某些可能药品。我不确定我接下来要做什么, 因为开发新的冠状病毒药物 已经提供了一些参考价值。微软亚洲研究所代理主管王博伊向听众讲话。
新模式阐明了Omicron发炎的起源。
近期，微软亚洲研究所与青华大学生命科学系王新泉教授和医学院张林吉教授团队之间的合作。对Omik向高度传染性菌株过渡的机械解释取得了新的进展。《细胞研究》是生物学的首刊,已经接受了其手稿。
据认为,作为这一伙伴关系的一部分,王新泉教授的专题小组率先拆解了Omicron的高分辨率晶体结构,为研究奥米科内感染过程奠定了基础。
与静态晶体结构形成对照的是,王男小组采用分子动态模拟来模拟和分析的“动态”结构变化及其入侵过程。
研究中，首先,微软亚洲研究所的研究人员建立了两个模拟系统。它从最初的新的冠状病毒结构开始,然后进入Omicro结构。两个结构的漫长分子动态模拟与数亿个步骤同时进行。模拟是在原子一级进行的。这就是我们如何看待病毒在人体中的真正改变。
(Pixabay的图片)
“分子运动动机可以分为两类:典型的分子动态模拟和首日量子模拟”,王伯解释说,“典型动能模拟是调查蛋白分子、新冠状病毒大规模复合变化变化的更合适的工具。我不知道我该怎么办。”
据王童介绍，古典模拟适用于大型系统。例如,蛋白质原子由数千个原子组成。例如,这一模拟系统由数百万原子组成。从时间上来说，传统模拟涉及数千亿至数十亿个步骤。相比之下，量子模拟相对准确，然而,计算程序费时,因此只能用于极小的系统。例如,考虑少于十多个原子或短时间模拟的系统的计算性质。
在模拟系统开发之后,微软亚洲研究所采用了自我研究算法,以检查原创新冠状冠状病毒和感染人体的能力及其极微小的结构变化。
值得一提的是,整个研究过程中收集的数据数量巨大,整个模拟产生了至少数亿个结构,导致数亿至数十亿结构变革框架。
为此目的,研究人员提出了用于数据分析的新颖的Markov模型技术,其分子动能模型数据分析具有更高的代表性,可以对蛋白质动态变化过程进行更现实的模拟。
研究人员将数十亿个结构汇集到各种典型的结构中,分析这些结构之间的区别和如何加以改变,以及结合人体受体蛋白的能力,以更好地了解感染的分子过程。
这些浓缩的代表性结构,被称为“子国家”, 是由某种程度的结社自由定义的, 研究人员可以计算这种自由反映病毒感染的能力。
特别是,Omikrum和原始病毒在研究组群之后有三个子国家。 由于Omikrum仅仅是原病毒的变异,因此在物理和加入人体受体蛋白的能力方面,它们是最大的子国家之一。
由此可见，Omicron结构的主要区别见于另外两个子国家。这是全国首次发现病毒。Omikrum子状态和人体受体蛋白 ACE2相互作用更多。它比看起来更强大(更不自由),因此,这可能导致更容易受感染。
与此同时,研究发现Omikrum的3个亚州之间变化极为迅速,很容易从一个与原始病毒相似的主要亚州转变为两个具有较好融合潜力的子州。 这非常能解释为什么Omicron从动态角度来说是如此具有传染性。
分子动态模拟表明,O-micronium的状态以及感染过程各有不同。右侧有突变性的S蛋白。其中两个国家,即3国和4国,几乎相似,是主要建筑要素。在Omikün,另外两个自由联合的子州可能比新冠状病毒的两个子州大得多(资料来源:微软亚洲研究所)。
王男孩在其最近关于的研究中声称,“研究在世界上首次采用了干湿混合技术和动态观点,同时从结构和计算生物学的角度展示了欧米克通具有高度传染性的分子机制。”
利用“干湿合并”进行科学研究
上述“干湿”结合由“干实验”(计算实验)和“湿实验”(常规科学实验)组成。
众所周知,“干实验”可以证实和补充“湿实验”目前的一些结果,有些研究“湿实验”无法进行,或者需要大量的时间和精力。
比如，研究的重点是:如果在“湿实验”实验室中检查变种场址结构的变化,可能需要数月时间，在这种毁灭性爆发的情况下,这肯定不利于预防和控制流行病。此外,通过采用计算方法模拟这种突变的影响,大概只有一两个星期吧
此外,在前一次,“湿实验”在性质上经常是探索性的,在研究方向上甚至相当失落。 目前,“干实验”可能在某种程度上引领“湿实验”的实验设计,帮助他们发现更成功的方法。
值得注意的是，它们不是彼此的替代物。相反,它同样至关重要,相互指导和加强。"这就是我们与研究伙伴合作时的感受"我们认为,“干湿组合”将成为所有科学研究的驱动力, 以螺旋式、波状的方式推动它向前发展。我不知道我该怎么办。王童说道。
(王儿的照片)
他继续说,与青华大学的多位教授合作是研究新冠状动脉病毒的一个极好的起点。 微软亚洲研究所渴望与国内外大学和研究机构的学术专业人员进行更深入的合作和交叉交流。
预计亚洲微高地也将研究为什么新的冠状动脉病毒在整个冠状动脉病毒演变过程中如此传染。
人才在跨学科发展方面受到考验。
最后,王尼克分享了他对计算生物学等多学科领域人才需求和趋势的看法。
他认为,多学科发展主要集中在一个关键短语上,即“交叉性”。交叉性是一个“乘数”,这需要两个领域之间化学反应和深度的某种组合。
为了在计算生物学中产生真正的学术影响并解决实际科学问题,必须在两个领域混合知识和真正的理解消化,这在计算生物学中确实具有真正的学术影响,并且为了解决实际的科学问题,必须在这两个领域混合知识和真正的理解消化。
这也是培养人才或培养人才的一项要求。规定了更加严格的标准。如果研究人员只了解一个领域在另一个问题上缺乏理解。这只是直接使用工具而已所以研究只能在表面进行, 只能在表面进行。也可能在计算参数上犯错误, 这可能导致问题。导致最后计算结果的情况与实验结果大不相同。
未来各学科之间需要越来越多的相互交流,来自不同背景的人需要在专门科学活动的合作交流中更多地听取彼此的专门知识和请求,只有通过相互信任和开放思想,才可能鼓励多学科研究的持续发展。
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参考：
1、Y. Li，T. Wang，J. Zhang，B. Shao，H. Gong，Y. Wang，X. He，S. Liu，T. Liu.Exploring the Regulatory Function of the N-terminal Domain of SARS-CoV-2 Spike Protein through Molecular Dynamics Simulation.Advanced Theory and Simulations4（2021）.
https://doi.org/10.1002/adts.202100152