Utbrott av influensa orsakar stora folkhälsoproblem och utgör ett potentiellt hot mot en global pandemi. I den här artikeln beskriver vi en del av vårt senaste arbete med modellering av influensavirus med en IBM Blue Gene A superdator. Målet är att förutsäga vilka mutationer [på det virala glykoproteinet hemagglutinin (HA)] som sannolikt inträffar under nästa influensasäsong, vilka mutationer som kan undkomma antikroppsneutralisering (Ab) och vilka mutationer som kan orsaka att dess receptorbindningsspecifikitet växlar (t.ex. från fågel till människa). Vi har analyserat mer än 4.000 influensa A/H3N2 HA sekvenser från 1968 till 2010 för att modellera den evolutionära vägen med hjälp av en viktad ömsesidig information metod, vilket gör att vi kan bygga en plats övergång nätverk för att förutsäga antigena drifter. Vi använde sedan storskaliga fri energi perturbation beräkningar för att studera de mutation-inducerade effekterna på antigen-Ab och antigen-receptor bindningar. Till exempel fann vi att en enda mutation T131I på H3N2 HA kan minska HA-Ab-bindningsaffiniteten med 5,2 AE 0,9 kcal/mol, i utmärkt överensstämmelse med de senaste experimentella resultaten. Vi fann också att en dubbelmutation, dvs. V135S och A138S, potentiellt kunde byta H5N1 HA-bindningsspecifikitet från fågel till människa, vilket gjorde det möjligt för viruset att få fotfäste i den mänskliga populationen. Detaljerade analyser visar också en molekylär bild av influensavirusets Ab - och receptorbindningsmekanismer.
Xia et al REF, erbjuder en HPC-modell för att studera mutationernas effekt på influensavirusets struktur.
Modeling mutations of influenza virus with IBM Blue Gene
{'venue': 'IBM J. Res. Dev.', 'journal': 'IBM J. Res. Dev.', 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}