科學家初次在氣溶膠內(nèi)創(chuàng)建德爾塔新冠變種病毒模型
2021年5月，美國重病操控核心(CDC)正式認可SARS-CoV-2--引發(fā)COVID-19的病毒--是空氣傳遞的，這標志著它是通過空氣高度傳遞的。如今，加州大學勝地亞哥分?；瘜W和生物化學老師和捐獻主席Rommie Amaro跟美國各地和世界各地的協(xié)作同伴一塊初次在氣溶膠內(nèi)創(chuàng)建了德爾塔病毒的模型。
這項工作入圍了戈登貝爾獎，該獎項由美國計算機協(xié)會每年頒布，以表揚高功能計算方面的出色造詣。Amaro引領的隊伍去年因?qū)θ覵ARS-CoV-2病毒和該病毒的刺突蛋白進行建模以理解其言行方法和加入身體細胞的方法而獲取該獎項。
“持續(xù)第二年入圍戈登貝爾獎，這真是太好了，”Amaro說道，“但不單這樣，咱們對這項工作有也許加深咱們對病毒怎樣通過氣溶膠傳遞的解讀感覺十分高興。這類牽連也許會變化咱們對待空氣傳遞重病的方法?！?/p>
氣溶膠是巨大的。一根人類頭發(fā)的直徑約為100微米。飛沫--想想你打噴嚏時從你的嘴巴和鼻子里噴出去的飛沫--大于100微米，并在幾秒鐘內(nèi)落到地上。相比之下，氣溶膠--僅是通過呼吸和說話構(gòu)成的--是一切小過100微米的物品，其能夠在空氣中沉沒數(shù)小時并進行遠距離傳遞。
大氣化學出色主席、氣溶膠對場景化學牽連核心(CAICE)主任Kim Prather全面地研發(fā)了海霧和陸地氣溶膠。幾年前，她跟Amaro獲得聯(lián)絡，指出這類氣溶膠中的含量遠遠超越了海水。
Prather說道：“過去往往的思想是，陸地氣溶膠只含蓋鹽水。但咱們發(fā)掘有少量的陸地生物在外面，含蓋蛋白質(zhì)和病毒。我不單認定Rommie會對研發(fā)這個感興致，況且認定她的工作能夠真實有利于輔助咱們更好地理解氣溶膠的構(gòu)成和運動并且空氣中的生存?！?/p>
Amaro的試驗室開啟借用Prather在海霧方面的工作開發(fā)氣溶膠外表的計算機模型。這類模仿為Amaro和她的小組理解通常用來研發(fā)氣溶膠的試驗方式和工具鋪平了路途，此外還開發(fā)了一個有用的框架來創(chuàng)建、模仿和解析高難的氣溶膠模型。
當SARS-CoV-2在2020年初顯現(xiàn)時，她開啟對該病毒進行建模并能顯現(xiàn)出它是怎樣通過一類叫做糖衣的糖衣覆蓋刺突蛋白來傳染宿主細胞的。
氣溶膠科學家總是猜疑SARS-CoV-2是通過空氣傳遞的，因而研發(fā)氣溶膠中的病毒供應了一個用證據(jù)來追隨這類猜疑的機會。通過借用試驗室已然在做的氣溶膠工作和試驗室還在做的病毒工作，Amaro將兩者結(jié)合了起來。
“正是這類微小的氣溶膠能夠走得最遠并加入肺部深處，而這也許是毀滅性的，”Amaro說道，“沒有任意試驗工具，沒有任意顯微鏡能夠讓人們看見這樣全面的顆粒，但這類新的計算顯微鏡讓咱們看見病毒產(chǎn)生了什么--它怎樣挪動，它怎樣在飛翔中持續(xù)傳染性。可以看見某樣物品的模樣，看見各一些是怎樣組合在一塊的，這有一類十分強力的力量--它從基本上變化了人們乃至想到要問的各類問題?！?/p>
為了更好地理解病毒怎樣在氣溶膠內(nèi)挪動和生存，Amaro跟來自世界各地的52個隊伍協(xié)作--含蓋橡樹嶺國度試驗室--應用他們的Summit超級計算機來模仿模型。Summit是世界上個別能進行這類大范圍模仿的超級計算機之一，它使研發(fā)職員可以看見前所未有的10億個原子的氣溶膠。
這類模仿含蓋病毒膜的更高難的細節(jié)并且氣溶膠的可視化。除了SARS-CoV-2病毒之外，這類亞微米級的呼吸道氣溶膠還含有粘蛋白、肺外表活性劑、水和離子。
粘蛋白是一類聚合物，在含蓋呼吸道在內(nèi)的身體大一些濕潤的外表上擺列，它們也許能起到庇護病毒免受陽光等卑劣的外部原因牽連的功效。Amaro的隊伍正在開拓的一個如果是SARS-CoV-2的德爾塔變體能否更具傳遞性，一些原因是它仿佛跟粘液蛋白的互動這樣之好。
如今模型已然創(chuàng)建，Amaro期望正式創(chuàng)立一個試驗以測驗氣溶膠病毒運動的預判。此外，她還在開發(fā)工具以研發(fā)濕度、風和其余外部前提怎樣牽連氣溶膠中病毒的傳遞和壽命。
除了盡也許多地理解SARS-CoV-2是怎樣運行的急迫需要之外，氣溶膠的計算機模型能夠構(gòu)成全面的牽連，此中含蓋氣候科學和人類健康。
加州大學勝地亞哥分校醫(yī)學院醫(yī)學系老師Robert"Chip"Schooley博士表達：“咱們在大盛行時期理解到的是，氣溶膠是傳遞病毒的首要動力之一，它們在不少其余呼吸道病原體傳遞中的首要性總是被體系地低估了。咱們對氣溶膠的理解越多并且它們怎樣承載病毒和污染物如煙塵、對健康有不利牽連，咱們就越有本領締造有效的治愈和減緩手段。這有利于全世界人民的公共健康和福祉。”
