Como as proteínas e os capsídeos do vírus - estruturas proteicas complexas que envolvem o material genético dos vírus - formam estruturas próximas a uma membrana flutuante é simulado pelo físico Richard Matthews com técnicas computacionais avançadas. Matthews realiza pesquisas como Lise-Meitner-Fellow no Grupo de Física Computacional da Universidade de Viena sob a direção de Christos Likos, professor de Física Computacional Multiescala. Os resultados são relevantes para a compreensão dos processos biofísicos e aparecem na atual edição da Cartas de revisão física .

"Em nosso artigo atual, apresentamos novos resultados computacionais que exploram como as membranas podem influenciar processos biológicos cruciais", explica Richard Matthews, Lise-Meitner-Fellow da Universidade de Viena e primeira autora do estudo. O foco da investigação é a automontagem de partículas microscópicas, a formação de estruturas ou padrões sem intervenção humana. Mais especificamente, o efeito das interações entre membranas e proteínas, que pode influenciar a formação de estruturas ordenadas nas células, é considerado.

A automontagem se tornou um tema quente nos últimos anos. Muitos dos exemplos mais surpreendentes são encontrados na natureza, de motores minúsculos (por exemplo, o motor do flagelo) a capsídeos de vírus com formas esféricas perfeitas. Muitos pesquisadores também tentaram melhorar nosso entendimento representando a montagem de tais estruturas com modelos. Para obter uma visão clara, é preferível que esses modelos sejam o mais simples possível. Essa abordagem tem sido muito bem-sucedida na reprodução de recursos-chave de experimentos, ao mesmo tempo que revela novos aspectos. Na realidade, esses processos não ocorrem isoladamente e, na verdade, muitos acontecem, ou nas proximidades de, membranas, fato até então negligenciado na construção de modelos simples.

Técnicas de Simulação Avançada

A pesquisa visa descobrir as propriedades gerais desses sistemas fascinantes, aplicando técnicas de simulação de última geração. Isso requer que tudo seja calculado em um computador. Devido à complexidade da tarefa, são necessários computadores de alto desempenho. "Em nosso trabalho, aplicamos técnicas de simulação avançadas, o que nos permitiu ver como as interações com uma membrana influenciam a auto-montagem ", explica Richard Matthews. "Determinamos que as membranas promovem a automontagem e também descobrimos que nosso modelo reproduz estruturas muito semelhantes às vistas na natureza."