Pesquisadores da Universidade de Delaware, usando recursos de supercomputação e colaborando com cientistas da Universidade de Indiana, ganharam uma nova compreensão do va­rus que causa a hepatite B e a "bola pontiaguda" que envolve o projeto genanãtico do va­rus.

A pesquisa, que foi publicada online, antes da impressão, pelo jornal da American Chemical Association ACS Chemical Biology , fornece insights sobre como o capsa­deo - uma casca de protea­na que se monta, protege o projeto e também conduz a entrega dele para infectar uma canãlula hospedeira .

Simulações de computador realizadas pelos cientistas da UD investigaram os efeitos de uma mutação que prejudica o processo de montagem. Em conjunto com colaboradores, os pesquisadores revelaram que a regia£o da protea­na que contanãm a mutação, o pico, pode se comunicar com a regia£o da protea­na que se liga a outras subunidades para formar o capsa­deo. Eles encontraram evidaªncias de que uma mudança na forma da protea­na do capsa­deo muda para um estado "ligado" para montagem.

Os cientistas acreditam que o capsa­deo éum alvo importante no desenvolvimento de medicamentos para tratar a hepatite B, uma infecção incura¡vel e com risco de vida que atinge mais de 250 milhões de pessoas em todo o mundo.

"O capsa­deo parece uma bola pontiaguda, com 120 da­meros de protea­na que se juntam para forma¡-lo; cada da­mero contanãm um pico", disse Jodi A. Hadden-Perilla, professor assistente do Departamento de Quí­mica e Bioquímica da UD e coautor do novo papel. "O capsa­deo éa chave para o ciclo de infecção do va­rus. Se pudanãssemos interromper o processo de montagem, o va­rus não seria capaz de produzir ca³pias infecciosas de si mesmo."

Os pesquisadores da Universidade de Indiana estudaram os da­meros, que são estruturas moleculares em forma de T de duas partes, e investigaram se uma mutação poderia ativar ou desativar um interruptor para ligar o mecanismo de montagem do capsa­deo. Eles trabalharam com o grupo de Hadden-Perilla, que executou simulações de computador para explicar como asmudanças na estrutura da protea­na induzidas pela mutação afetavam a capacidade de montagem do capsa­deo.

"O que aprendemos éque essa mutação perturba a estrutura do pico no topo do da­mero", disse Hadden-Perilla. "Essa mutação retarda a montagem, o que na verdade envolve uma regia£o da protea­na que estãolonge do pico. a‰ claro que essas duas regiaµes estãoconectadas. Uma mudança na forma da protea­na, especialmente no pico, pode realmente ativar ou desativar montagem. "

Sua equipe fez seu trabalho usando o supercomputador Blue Waters, apoiado pela National Science Foundation, da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, o maior supercomputador em qualquer campus universita¡rio do mundo, para realizar o que éconhecido como simulações de dina¢mica molecular de todos os a¡tomos .

Simulações de dina¢mica molecular permitem aos pesquisadores estudar a forma como as moléculas se movem para aprender como elas realizam suas funções na natureza. As simulações de computador são o aºnico manãtodo que pode revelar o movimento dos sistemas moleculares atéonívelata´mico e a s vezes são chamadas de "microsca³pio computacional".

O artigo, intitulado "A integridade da interface intrada­mero do da­mero da protea­na do capsa­deo do va­rus da hepatite B regula a automontagem do capsa­deo", pode ser visto no site da revista.

Para a doutoranda Carolina Panãrez Segura, coautora do artigo, trabalhar com dados de simulações de supercomputadores foi o tipo de experiência de pesquisa que a trouxe pela primeira vez para a Universidade de Delaware e depois a inspirou a ficar.

Ela examinou inaºmeras simulações e grandes quantidades de dados para investigar o efeito da mutação e "fez algumas descobertas importantes", disse Hadden-Perilla. "Na³s a jogamos no fundo do poa§o em meu novo grupo de pesquisa [no vera£o passado], e ela fez um a³timo trabalho."

Panãrez Segura veio para a UD como participante do Programa de Pesquisa de Vera£o da Amanãrica Latina da Universidade. Formada pela Universidad Nacional de Colombia (Universidade Nacional da Cola´mbia), o programa marcou sua primeira saa­da da Cola´mbia e, na verdade, sua primeira viagem de avia£o. Ela planejava conduzir pesquisas sob a orientação de Hadden-Perilla por alguns meses e depois voltar para casa.

Mas, ela disse, a experiência foi tão significativa para ela que ela cancelou sua passagem de avia£o para casa e continuou trabalhando como pesquisadora visitante com Hadden-Perilla enquanto se inscrevia no programa de doutorado em química da UD. Ela foi aceita e começou seus estudos durante o semestre da primavera.

Foi seu fasca­nio pela química computacional que a trouxe para Delaware, ela disse, e o trabalho com supercomputadores que a fez decidir continuar essa pesquisa.

“Quando eu era estudante de graduação, escolhi aquele ramo da química como o tipo de carreira que queria”, disse Panãrez Segura, que trabalhou com um grupo de pesquisa na área, em escala menor, na Cola´mbia. "Quando fui apresentado a  ideia de que a matemática e a física podem ajudar vocêa entender os processos biola³gicos, eu sabia que era o que queria fazer.

"Achei realmente incra­vel ser capaz de explicar processos biola³gicos com números e computadores. Eu queria aprender mais e aqui hámuito mais oportunidades de aprender."

Embora as restrições sociais e de viagens impostas pela pandemia do coronava­rus (COVID-19) tenham limitado sua capacidade de vivenciar plenamente a vida e a cultura americanas, ela disse que sua experiência na UD continua muito positiva. Ela estãoansiosa para sair mais, praticar seu inglês e se sentir parte da cultura americana, mas, enquanto isso, estãoocupada com pesquisas interessantes, disse ela.

Atualmente, ela também estãotrabalhando na pesquisa que Hadden-Perilla estãoconduzindo sobre o va­rus que causa o COVID-19.

"a‰ incomum para um aluno ser aceito em nosso programa de pós-graduação 'fora do ciclo', comea§ando no semestre da primavera", disse Hadden-Perilla. "Mas Carolina éexcepcional."