ヒト免疫不全ウイルス（HIV）のカプシドは、盾であると同時に、開いた裏口でもあります。すべてのHIV粒子の中心に位置するカプシドは、ウイルスの遺伝物質を守ります。ウイルスがヒト細胞に侵入すると、カプシドは規則的に分解するようにプログラムされており、これがウイルスによる細胞乗っ取りの始まりとなります。
しかし、カプシドは特定の薬剤に対して脆弱である可能性があり、研究者たちは現在、これらの薬剤を潜在的な治療薬として研究している。（現在、カプシドを標的とするHIV治療薬はない。）「カプシドが開くタイミングは、ウイルスの毒性レベルにとって非常に重要だ」と、イリノイ大学の物理学者クラウス・シュルテン氏は声明で述べた。「おそらく、HIV感染を最も効果的に阻害できるのは、このタイミングだ」
シュルテン氏は、HIVカプシドの構造を原子レベルで初めてモデル化したチームの一員です。科学者たちは既にHIVカプシドを構成するタンパク質については多くのことを知っていましたが、カプシドを構成するタンパク質の正確な数などの詳細はこれまで明らかにされていませんでした。この新しいモデルには膨大な計算能力が必要であり、これは最近まで実現していませんでした。カプシドを構成する6400万個の原子すべてのシミュレーションは、1ペタフロップスの演算性能を維持できるイリノイ大学のブルーウォーターズ・スーパーコンピュータで実行されました。
米国の複数の大学の生物学者、物理学者、疾病研究者を含むシュルテン氏と彼のチームは、自分たちのモデルが、カプシドに何らかの形で干渉する薬剤の設計に役立つことを期待している。
研究者たちは、カプシドが主に216個の六角形タンパク質で構成されており、ハチの巣の細胞のように整然と並んでいることを発見しました。一方、戦略的に配置された12個の五角形タンパク質がカプシドに鋭い角を形成し、細い円錐形を形成しています。以前の研究では、これらの五角形がカプシドの角を形成していると示唆されていましたが、今回の研究はそれを裏付けるものでした。
研究チームはまた、カプシドの構造にどのような混乱が生じると、カプシドが正しく形成されなくなったり、高い速度で増殖できなくなったりするかを示すシミュレーションも行った。
研究チームは、モデルを検証するため、自分たちと他の科学者が以前に発見したHIVカプシドのデータ（カプシドの特徴的な形状に関する情報を含む）と結果を比較した。このモデルは既存のデータとよく一致すると、モデル作成者たちは本日Nature誌に発表した論文で述べている。
ウイルスは光の波長よりもはるかに小さいため、色さえも持たないほど小さなものを、これほど正確に観察できるというのは、とても興味深いことです。しかし、HIVの構造を見ることは、特に大きな意味を持つ人もいるかもしれません。ルーク・ジェラムは、微生物のガラス彫刻を制作する英国のアーティストです。彼は以前にもHIV粒子を制作しており、2009年に匿名のファンから次のような手紙を受け取りました。
親愛なるルークへ
あなたのHIVのガラス彫刻の写真を今見ました。
見ずにはいられない。何百万人もの奴らが私の中にいて、これからの人生ずっと私の一部であり続けることを知っているから。あなたの彫刻は、写真であっても、これまで見たどんな写真やイラストよりも、HIVをずっとリアルに感じさせてくれました。私の敵であり、最終的に私の死の原因となったであろうものを目にし、それがこんなにも美しいと感じるのは、とても不思議な感覚です。
ありがとう。
