科(kē)技日报北京9月21日電(diàn) （记者刘霞）美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家实验室科(kē)學(xué)家首次利用(yòng)超级计算机对原子进行逐个模拟，揭示了抗生素杀死细菌的细节，以及活细胞中其他(tā)分(fēn)子机制的过程。这项研究為(wèi)改进抗生素性能(néng)、设计新(xīn)抗生素对抗细菌耐药性，以及开发针对新(xīn)冠等病毒的疫苗开辟了新(xīn)途径。相关论文(wén)发表于最新(xīn)一期《自然·通讯》杂志(zhì)。

研究团队指出，信使核糖核酸（mRNA）的代码携带着信息，可(kě)在细胞中产生特定蛋白质。核糖體(tǐ)通过从mRNA中读取代码来获得遗传信息。核糖體(tǐ)在分(fēn)子信息表中查找代码——一组被称為(wèi)转移RNA（tRNA）的分(fēn)子，用(yòng)于选择特定的氨基酸，并根据这些代码指令制造蛋白质。

利用(yòng)超级计算机有(yǒu)助于研究人员更深入理(lǐ)解核糖體(tǐ)如何读取信使mRNA的代码信息。研究人员指出，约50%的抗生素会抑制核糖體(tǐ)的功能(néng)，这是一种有(yǒu)效的抗生素策略。為(wèi)开发新(xīn)抗生素，需要了解核糖體(tǐ)在原子水平上是如何工作的。為(wèi)此，研究小(xiǎo)组模拟了核糖體(tǐ)和tRNA之间相互作用(yòng)的分(fēn)子动力學(xué)。

他(tā)们的模拟表明，不正确的tRNA分(fēn)子在与核糖體(tǐ)相互作用(yòng)时不会采用(yòng)正确的几何形状，通过在这些模拟中引入抗生素庆大霉素、新(xīn)霉素和潮霉素等，他(tā)们证明了抗生素会影响tRNA的几何形状，导致核糖體(tǐ)掺入不正确的tRNA或根本不掺入。

研究人员指出，核糖體(tǐ)是所有(yǒu)生命形式的核心信息处理(lǐ)分(fēn)子机器，它必须破译相关氨基酸的信息，哪些是正确的可(kě)以接受的，哪些是错误的需要拒绝的，才能(néng)在细胞中构建蛋白质。借助该实验室的超级计算机，他(tā)们能(néng)够逐个原子地对这一过程进行成像，并展示抗生素如何影响这一过程，这对于应对将来可(kě)能(néng)出现的抗生素耐药菌危机至关重要。