Simulações de dinâmica molecular com granularidade multiescala das variantes Wuhan, Delta e Ômicron do SARS-CoV-2 e da nova linhagem HKU5-CoV Linhagem 2

• Processo: 25/05583-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 30 de novembro de 2025
• Data de Término da vigência: 29 de novembro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Pesquisador responsável: Cristiane Rodrigues Guzzo Carvalho
• Beneficiário: Anacleto Silva de Souza
• Supervisor: Siewert-Jan Marrink
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Groningen, Holanda
• Vinculado à bolsa: 23/18211-0 - Triagem virtual em larga escala na busca de inibidores da principal protease do novo coronavírus, BP.PD
• Assunto(s): SARS-CoV-2
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: computational modeling | HKU5-CoV | Multiscale coarse-grained simulation | SARS-CoV-2 | Statistical Analysis | Viral infection evolution | Multiscale coarse-grained molecular dynamics

Resumo

Um novo coronavírus com potencial pandêmico, denominado HKU5-CoV-2, foi recentemente identificado na China. Ele apresenta semelhanças notáveis com o SARS-CoV-2, o agente causador da atual pandemia global de COVID-19, e demonstrou representar um risco significativo de transmissão entre humanos. Neste estudo, buscamos avançar a compreensão dos mecanismos moleculares e estruturais envolvidos no processo de infecção pelo SARS-CoV-2 e suas variantes, incluindo a linhagem recém-caracterizada HKU5-CoV-2, por meio de modelagem computacional e simulações de dinâmica molecular de grão grosso (CG-MD). Liderado pelo Professor Siewert-Jan Marrink, da Universidade de Groningen, este estudo concentra-se na construção de modelos de grão grosso (CG) dos envelopes virais para variantes do SARS-CoV-2 (Wuhan, Delta, Ômicron) e para a linhagem HKU5-CoV-2. Esses modelos integrarão proteínas estruturais (Nucleocapsídeo, Membrana, Envelope), lipídios e padrões de glicosilação da proteína Spike, permitindo a simulação da dinâmica molecular em escalas de tempo prolongadas (de microssegundos a milissegundos) de partículas virais completas. A metodologia envolve a modelagem de novo do dímero M e a aplicação de restrições geométricas derivadas de dados de Cryo-EM. Simulações CG-MD utilizando o campo de força Martini 3 serão empregadas para explorar a morfologia do envelope, o agrupamento de proteínas e as interações lipídicas. O candidato à bolsa BEPE traz experiência no campo de simulações de dinâmica molecular e análise estatística, com publicações em revistas internacionalmente reconhecidas, além de expertise em pesquisa sobre coronavírus. As contribuições da Universidade de Groningen tiveram impacto global, evidenciado por altas taxas de citação e amplo reconhecimento internacional. O Professor Marrink, líder em estudos de simulação CG-MD, possui mais de 58.000 citações no Google Scholar e 341 publicações indexadas na Web of Science Core Collection, com mais de 41.000 citações na Web of Science, refletindo sua influência na área. Notavelmente, o desenvolvimento do campo de força Martini, por Marrink e colaboradores, revolucionou a simulação CG-MD de estruturas virais e celulares, facilitando o estudo eficiente de processos biológicos complexos. Esta proposta BEPE fornecerá novas informações sobre os mecanismos moleculares de infecção viral, evolução, evasão imunológica e resistência a anticorpos, todos essenciais para o desenvolvimento de estratégias terapêuticas e vacinas mais eficazes. Além disso, espera-se que os resultados ofereçam uma compreensão abrangente da organização supramolecular das proteínas do envelope viral e da influência de mutações na resistência a anticorpos induzidos por vacinas, avançando nosso conhecimento sobre coronavírus e suas novas linhagens com potencial pandêmico.