Au milieu d'une pandémie mondiale avec COVID-19, il est difficile d'apprécier à quel point les personnes hors d'Afrique ont eu de la chance d'éviter la maladie mortelle à virus Ebola. Il invalide ses victimes peu de temps après l'infection avec des vomissements ou de la diarrhée massifs, entraînant la mort par perte de liquide chez environ 50 pour cent des personnes atteintes. Le virus Ebola ne se transmet que par les fluides corporels, marquant une différence clé par rapport au virus COVID-19 et qui a contribué à contenir la propagation d'Ebola.

Les épidémies d'Ebola continuent de s'intensifier en Afrique de l'Ouest, bien qu'un vaccin développé en décembre 2019 et des améliorations des soins et du confinement aient permis de contrôler Ebola. Les simulations de superordinateurs par une équipe de l'Université du Delaware qui comprenait un étudiant de premier cycle soutenu par le programme XSEDE EMPOWER ajoutent au mélange et aident à briser les défenses du matériel génétique enroulé d'Ebola. Cette nouvelle recherche pourrait contribuer à des percées dans le traitement et à l'amélioration des vaccins contre Ebola et d'autres maladies virales mortelles telles que COVID-19.

"Nos principales découvertes sont liées à la stabilité de la nucléocapside d'Ebola, " a déclaré Juan R. Perilla, professeur adjoint au Département de chimie et de biochimie de l'Université du Delaware. Perilla est co-auteur d'une étude publiée en octobre 2020 dans l'AIP Journal de Chimie Physique . Il s'est concentré sur la nucléocapside, une enveloppe protéique qui protège contre les défenses de l'organisme le matériel génétique qu'Ebola utilise pour se répliquer.

"Ce que nous avons découvert, c'est que le virus Ebola a évolué pour réguler la stabilité de la nucléocapside en formant des interactions électrostatiques avec son ARN, son matériel génétique, " a déclaré Perilla. "Il y a une interaction entre l'ARN et la nucléocapside qui le maintient ensemble."

Comme les coronavirus, le virus Ebola dépend d'une nucléocapside en forme de bâtonnet et de forme hélicoïdale pour terminer son cycle de vie. En particulier, les protéines structurelles appelées nucléoprotéines s'assemblent dans un arrangement hélicoïdal pour encapsuler le génome d'ARN viral simple brin (ssRNA) qui forme la nucléocapside.

L'étude de Perilla et de son équipe scientifique a recherché les déterminants moléculaires de la stabilité de la nucléocapside, tels que la façon dont le matériel génétique d'ARNss est emballé, le potentiel électrostatique du système, et la disposition des résidus dans l'assemblage hélicoïdal. Ces connaissances sont essentielles pour développer de nouvelles thérapeutiques contre Ebola. Pourtant, ces informations restent hors de portée, même pour les meilleurs laboratoires expérimentaux du monde. Simulations informatiques, cependant, peut et a comblé cette lacune.

« Vous pouvez considérer le travail de simulation comme une extension théorique du travail expérimental, " a déclaré la co-auteure de l'étude, Tanya Nesterova, un chercheur de premier cycle au Perilla Lab. "Nous avons découvert que l'ARN est fortement chargé négativement et aide à stabiliser la nucléocapside par interaction électrostatique avec les nucléoprotéines principalement chargées positivement, " elle a dit.

Nesterova a reçu un financement par le biais d'un mentorat d'experts XSEDE produisant des opportunités de travail, Éducation, et recherche (EMPOWER) bourse en 2019, qui soutient les étudiants de premier cycle participent au travail réel de XSEDE.

"C'était un programme efficace, ", a-t-elle déclaré. "Nous avons utilisé des ressources informatiques telles que Bridges cet été. Nous avons également eu une communication régulière avec le coordinateur pour garder nos progrès sur la bonne voie."