由加州大学圣地亚哥分校制作
被粘液分子(红色)和钙离子(黄色)包围的病毒刺突蛋白(青色)的可视化
病毒膜显示为紫色
功劳:加州大学圣地亚哥分校的洛伦佐·卡萨里诺、阿马罗实验室和研究团队 2021年5月，疾病控制中心正式承认新型冠状病毒病毒——导致新冠肺炎的病毒——是通过空气传播的，这意味着它可以通过空气高度传播
现为加州大学圣地亚哥分校教授、化学和生物化学捐赠教席的罗米·阿马罗，以及美国各地的合作伙伴
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在世界各地，首次模拟了气溶胶中的三角洲病毒
这项工作入围了戈登·贝尔奖，该奖由计算机械协会每年颁发，以表彰在高性能计算方面的杰出成就
Amaro领导的团队去年获得了该奖项，该团队致力于对全原子新型冠状病毒病毒和病毒的刺突蛋白进行建模，以了解其行为方式，并获得进入人体细胞的途径
“连续第二年进入戈登·贝尔奖决赛真是太棒了，”阿马罗说
“但除此之外，我们真的很兴奋这项工作有潜力加深我们对病毒如何通过气溶胶传播的理解
这些影响可能会改变我们看待空气传播疾病的方式
" 气溶胶很小
人的头发大约有10微米宽
一滴——想想你打喷嚏时从嘴巴和鼻子里喷出的喷雾——可以有10微米宽
气溶胶的宽度小于一微米
液滴在不到30秒的时间内就落到地面，而气溶胶由于体积小，可以在空气中漂浮几个小时，并传播很远的距离
大气化学杰出教授、气溶胶对环境化学影响中心主任金·普拉瑟广泛研究了海洋喷雾和海洋气溶胶
几年前，她联系了Amaro，指出这些气溶胶中的成分比海水多得多
呼吸道气溶胶中新型冠状病毒三角洲的可视化，其中病毒用紫色描绘，钉状蛋白用青色描绘
粘蛋白是红色的，白蛋白是绿色的，深层肺液是赭石脂
功劳:加州大学圣地亚哥分校的阿比盖尔·多默、阿马罗实验室和研究团队 普拉瑟说:“人们通常认为海洋气溶胶只含有盐水。”
“但是我们发现里面有大量的海洋生物——包括蛋白质和病毒在内的生物
我不仅认为罗米会对研究这个感兴趣，而且认为她的工作可以真正有助于我们更好地了解气溶胶的组成和运动以及空气中的生存
" Amaro的实验室开始利用Prather在海洋喷雾方面的工作，开发气溶胶外观的计算机模型
这些模拟为Amaro和她的团队了解用于研究气溶胶的实验方法和工具铺平了道路，同时也为构建、模拟和分析复杂的气溶胶模型开发了有用的框架
当新型冠状病毒在2020年初出现时，她开始制作病毒模型，并展示了病毒是如何通过覆盖在刺突蛋白上的一种叫做聚糖的含糖涂层感染宿主细胞的
气溶胶科学家一直怀疑新型冠状病毒是空气传播的，因此研究气溶胶中的病毒提供了一个用证据支持这些怀疑的机会
拿着她实验室已经在做的关于气溶胶的工作和她实验室也在做的关于病毒的工作，Amaro把两个和两个放在一起
“正是这些细微的气溶胶可以传播得最远，并进入肺部深处，这可能是毁灭性的，”阿马罗说
“没有实验工具，没有显微镜能让人们如此详细地观察粒子，但这种新的计算显微镜让我们看到病毒发生了什么——它是如何移动的，它在飞行过程中是如何保持传染性的
能够看到事物的样子，看到组件是如何结合在一起的，这种能力非常强大——它从根本上改变了人们想问的问题的种类
" 为了更好地了解病毒如何在气溶胶中移动和生活，Amaro与来自全球的52人团队合作，包括橡树岭国家实验室，使用他们的Summit超级计算机模拟模型
Summit是世界上为数不多的能够执行这些大规模模拟的超级计算机之一，这使得研究人员能够看到前所未有的10亿个原子的气溶胶
这些模拟包括病毒膜更复杂的细节，以及气溶胶的可视化
除了新型冠状病毒病毒，这些亚微米呼吸气溶胶还含有粘蛋白、肺表面活性物质、水和离子
粘蛋白是排列在身体大部分潮湿表面的聚合物，包括呼吸道，它们可以保护病毒免受阳光等恶劣外部因素的影响
Amaro团队正在探索的一个假设是，新型冠状病毒的delta变体是否更容易传播，部分原因是它似乎与粘蛋白的相互作用如此之好
现在模型已经建立，Amaro希望正式创建一个实验，测试气溶胶化病毒运动的预测
她还在开发工具，研究湿度、风和其他外部条件如何影响气溶胶中病毒的传播和寿命
除了迫切需要尽可能多地了解新型冠状病毒的运作方式之外，气溶胶的计算机模型还会产生广泛的影响，包括气候科学和人类健康
“我们在疫情学到的是，气溶胶是病毒传播的主要驱动力之一，它们在许多其他呼吸道病原体传播中的重要性一直没有得到系统的重视，”博士说
加州大学圣地亚哥分校医学院的教授罗伯特·斯库利
“我们对气溶胶以及它们如何承载对健康有不利影响的病毒和污染物(如煤烟)了解得越多，我们就越有能力制定有效的治疗和缓解措施
这有利于全世界人民的公共健康和福祉
" 这项工作出现在2021年11月14日至19日的《虚拟事件》SC21会议记录中
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