即使在疫苗研制成功、医护和控制措施得到改善之后，西非的埃博拉疫情仍在继续爆发。埃博拉病毒仅通过体液传播，这是它与导致Covid-19的更容易传播的SARS-CoV-2病毒的一个关键区别。

现在，超级计算机模拟已经被用于帮助破解埃博拉病毒遗传物质的防御，有助于在埃博拉病毒和其他病毒的治疗和疫苗方面取得突破。

Juan Perilla教授说:“我们的主要发现与埃博拉核衣壳的稳定性有关。”核衣壳是一种蛋白质外壳，沐鸣测速地址它保护RNA免受宿主身体的防御。

“我们发现，埃博拉病毒已经进化到通过与其遗传物质RNA形成静电相互作用来调节核衣壳的稳定性。RNA和核衣壳之间有相互作用，使其保持在一起。”

与冠状病毒一样，埃博拉病毒的生命周期也依赖于杆状核衣壳，它是由称为核蛋白的结构蛋白以螺旋排列的方式聚集，包裹RNA基因组而形成的。本研究主要关注影响核衣壳稳定性的因素，如遗传物质的包装方式，体系的静电势，以及残留在结构中的排列。

尽管这些信息对于开发新的埃博拉治疗方法至关重要，但即使是世界上最先进的实验实验室也无法获取这些信息。研究人员利用计算机模拟填补了这一空白。

“你可以把模拟工作看作是实验工作的理论延伸，”本科生研究员兼合著者Tanya Nesterova说。“我们发现RNA带高度负电荷，通过与大部分带正电荷的核蛋白发生静电作用，帮助稳定核衣壳。”

该团队开发了埃博拉病毒核衣壳的分子动力学模拟——一个包含480万个原子的系统——基于2018年发表的该病毒的冷冻电子显微镜结构构建。一个系统是带RNA的核衣壳，另一个系统是作为对照的核衣壳。

他们把每个结构放在一个类似于细胞的环境中，加入氯化钠离子，沐鸣测试速调整浓度以匹配细胞质中的浓度，并在核衣壳周围放置一个水盒。然后，在极端科学和工程发现环境的帮助下，他们使用德克萨斯州高级计算中心的Stampede2系统和匹茨布格尔超级计算中心的Bridges系统运行了一个模拟。

博士生徐超一解释说:“在Stampede2上，我们可以在数百甚至数千个节点上运行模拟。这使得我们能够对更大的系统进行模拟，例如埃博拉病毒核衣壳。这种模拟不可能在本地完成。”

研究小组测量了核衣壳中的原子如何随时间变化，得出了有关结构中原子相互作用的有用信息。他们发现，在没有RNA的情况下，核衣壳保持了管状的形状，而有了RNA后，核衣壳保持了螺旋结构，这说明了RNA结合如何稳定核衣壳的螺旋结构。

Perilla建议，与其试图设计破坏埃博拉核衣壳的药物，还不如采取相反的策略:“如果让它太稳定，就足以杀死病毒，”他说。

与艾滋病毒治疗策略类似，假想的埃博拉病毒治疗可能会使病毒过度稳定，并阻止其释放其遗传物质:这是病毒复制的关键步骤。沐鸣测速地址这种策略可以应用于其他严格调控的病毒，如冠状病毒和乙型肝炎病毒。

“可以这么说，它们是一个甜蜜的地方，”他继续说。“我们知道什么能带来稳定。其他研究团队可以看看这是否是一个很好的药物刺激使其具有实体性或超稳定性"