El físico Richard Matthews simula cómo las proteínas y las cápsides de virus (estructuras de proteínas complejas que encierran el material genético de los virus) forman estructuras cercanas a una membrana fluctuante con técnicas computacionales avanzadas. Matthews realiza una investigación como Lise-Meitner-Fellow en el Grupo de Física Computacional de la Universidad de Viena bajo la dirección de Christos Likos, profesor de Física Computacional Multiescala. Los resultados son relevantes para la comprensión de los procesos biofísicos y aparecen en el número actual de Cartas de revisión física .

"En nuestro artículo actual presentamos nuevos resultados computacionales que exploran cómo las membranas pueden influir en procesos biológicos cruciales", explica Richard Matthews, Lise-Meitner-Fellow de la Universidad de Viena y primera autora del estudio. El foco de la investigación es el autoensamblaje de partículas microscópicas, la formación de estructuras o patrones sin intervención humana. Más específicamente, el efecto de las interacciones entre membranas y proteínas, que puede influir en la formación de estructuras ordenadas en las células, se considera.

El autoensamblaje se ha convertido en un tema candente en los últimos años. Muchos de los ejemplos más asombrosos se encuentran en la naturaleza, desde motores diminutos (por ejemplo, el motor de flagelo) hasta cápsides de virus con formas esféricas perfectas. Muchos investigadores también han tratado de mejorar nuestra comprensión representando el ensamblaje de tales estructuras con modelos. Para obtener una visión clara, es preferible que estos modelos sean lo más simples posible. Este enfoque ha tenido mucho éxito en la reproducción de características clave de experimentos, al mismo tiempo que descubre nuevos aspectos. En realidad, estos procesos no ocurren de forma aislada y, De hecho, muchos suceden, o en las proximidades de, membranas, un hecho que se ha descuidado anteriormente en la construcción de modelos simples.

Técnicas de simulación avanzadas

La investigación tiene como objetivo descubrir las propiedades generales de estos fascinantes sistemas mediante la aplicación de técnicas de simulación de última generación. Esto requiere que todo se calcule en una computadora. Debido a la complejidad de la tarea, son necesarias computadoras de alto rendimiento. "En nuestro trabajo hemos aplicado técnicas avanzadas de simulación, lo que nos permitió ver cómo las interacciones con una membrana influyen en el autoensamblaje ", explica Richard Matthews. "Determinamos que las membranas promueven el autoensamblaje y también encontramos que nuestro modelo reproduce estructuras que son muy similares a las que se ven en la naturaleza".