การสร้างไวรัสขึ้นใหม่ด้วยคอมพิวเตอร์ครั้งแรกโดยสมบูรณ์ทางชีววิทยา

แม้ว่านักวิจัยคนอื่น ๆ จะสร้างโครงสร้างใหม่ที่คล้ายกัน แต่นี่เป็นครั้งแรกที่จำลองโครงสร้างทางเคมีและ 3 มิติของไวรัสที่ 'มีชีวิต' ได้ ความก้าวหน้านี้อาจนำไปสู่การวิจัยเพื่อเป็นทางเลือกแทนการใช้ยาปฏิชีวนะ ซึ่งช่วยลดการคุกคามของการดื้อต่อแบคทีเรีย งานวิจัยการสร้างใหม่และการตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองไวรัสทั้งหมดด้วยจีโนมที่สมบูรณ์จากความหนาแน่นของ cryo-EM ที่มีความละเอียดแบบผสมโดยDr. Dmitry Nerukh จากภาควิชาคณิตศาสตร์ในวิทยาลัยวิศวกรรมศาสตร์และวิทยาศาสตร์กายภาพที่ Aston University ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารFaraday Discussions การวิจัยดำเนินการโดยใช้ข้อมูลที่มีอยู่ของโครงสร้างไวรัสที่วัดด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเลคตรอนด้วยความเย็น (cryo-EM) และการสร้างแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ซึ่งใช้เวลาเกือบ 3 ปี แม้จะใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในสหราชอาณาจักรและญี่ปุ่นก็ตาม ความก้าวหน้าครั้งนี้จะเปิดทางให้นักชีววิทยาตรวจสอบกระบวนการทางชีววิทยา ซึ่งขณะนี้ยังไม่สามารถตรวจสอบได้ทั้งหมด เนื่องจากไม่มีจีโนมในแบบจำลองไวรัส ซึ่งรวมถึงการค้นหาว่าแบคเทอริโอฟาจซึ่งเป็น ไวรัส ชนิดหนึ่งที่ติดเชื้อแบคทีเรียฆ่าแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดโรคได้อย่างไร ในขณะนี้ยังไม่ทราบว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร แต่วิธีการใหม่ในการสร้างแบบจำลองที่แม่นยำยิ่งขึ้นนี้จะเปิดการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้แบคทีเรียเพื่อฆ่าแบคทีเรียที่คุกคามชีวิตโดยเฉพาะ สิ่งนี้อาจนำไปสู่การรักษาโรคที่รักษาด้วยยาปฏิชีวนะอย่างตรงจุดมากขึ้น และดังนั้นจึงช่วยจัดการกับภัยคุกคามที่เพิ่มขึ้นต่อมนุษย์จากการดื้อยาปฏิชีวนะ ดร. Nerukh กล่าวว่า "จนถึงตอนนี้ยังไม่มีใครสามารถสร้างแบบจำลองจีโนมดั้งเดิมของไวรัสทั้งหมดได้ในระดับที่ละเอียด (ระดับปรมาณู) "ความสามารถในการศึกษาจีโนมภายในไวรัสให้ชัดเจนยิ่งขึ้นนั้นมีความสำคัญอย่างเหลือเชื่อ หากไม่มีจีโนมก็เป็นไปไม่ได้เลยที่จะรู้ได้อย่างแน่ชัดว่าแบคเทอริโอฟาจติดเชื้อแบคทีเรียได้อย่างไร "การพัฒนานี้จะช่วยให้นักไวรัสวิทยาสามารถตอบคำถามที่ก่อนหน้านี้พวกเขาไม่สามารถตอบได้ "สิ่งนี้อาจนำไปสู่การรักษาที่ตรงเป้าหมายเพื่อฆ่าแบคทีเรียที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ และลดปัญหาระดับโลกของแบคทีเรียดื้อยาปฏิชีวนะซึ่งทวีความรุนแรงมากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป" แนวทางของทีมในการสร้างแบบจำลองมีการใช้งานที่เป็นไปได้อื่นๆ อีกมากมาย หนึ่งในนั้นคือการสร้างคอมพิวเตอร์ขึ้นใหม่เพื่อช่วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบเย็น - เทคนิคที่ใช้ในการตรวจสอบรูปแบบชีวิตที่เย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่สูงมาก