A tanulmány szerzői: Teruaki Koto (PhD, tudományos munkatárs) és Páli Tibor (DSc, PI)
a Biofizikai Intézet új Molekuláris Biofizikai Kutatócsoportjának tagja ill. vezetője.

A bakteriofágok (röviden fágok) olyan vírusok, amelyek csak bakteriális sejteket fertőznek és csak azokban szaporodnak. A fágok a bolygón mindenütt jelen vannak, méretükben, morfológiájukban és genomiális felépítésükben rendkívül változatosak, és egyébként a Föld legelterjedtebb biológiai ágensei. Mivel ártalmatlanok az emberi sejtekre, de elpusztítják a baktériumokat, intenzív kutatások tárgyát képezik (a HUN-REN SZBK-ban is), pl. lehetséges alternatív terápiás eszközök a baktériumok, és azoknak az antibiotikumokkal szembeni növekvő rezisztenciájuk elleni küzdelemben. Ezért a fágok genom-szerkezet-funkció kapcsolata nagy érdeklődésre tart számot. A több millió vagy milliárd atomból álló komplex biomolekuláris szerveződések (mint például a vírusok) atomi szerkezete azonban még mindig nem elérhető kísérletileg, és a teljes atomi modelljeik előrejelzése, felépítése vagy akár megjelenítése továbbra is nagy kihívást jelent a hatalmas adatméret, a szükséges összetett eljárások és a grafikus hardver korlátai miatt, amikor rengeteg grafikus objektumot kellene megjeleníteni. (Cikkekben, tankönyvekben vagy weboldalakon teljes fágokról csak képzeletbeli struktúrák láthatóak, nem valódi szerkezetek.) 

A T7 bakteriofág össz-atomi modelljének átvágásos megjelenítése két szakaszban: (balra), amikor a fág éppen érinti a baktérium külső membránját, és (jobbra), amikor a magkomplex transzlokációra kerül, és transz-burokcsatornaként rekonstruálódik a genom-injektáláshoz a baktérium külső és belső membránján keresztül. A genom sárga színű. A farokszál szerkezetek (a modellben kompakt konformációban) nem teljesek, mert egyes részekre még nem áll rendelkezésre kísérleti struktúra. A t7phage a gigastructures adatbázisban található modellt a szerzők rendszeresen frissítik, amint új szerkezeti részletek jelennek meg a jövőben.

Teruaki Koto és Páli Tibor (Membrán Biofizika Laboratórium) elsőként építették meg egy fág, nevezetesen a T7 bakteriofág teljes atomi szerkezetét új, speciális (a Yasara modellező platformon implementált) szoftvereszközök felhasználásával, a fágnak a DNS- és fehérje-komponenseiből, valamint membrán kettősréteg modellekből. A T7 fág modelljük (amelyet az alábbi ábra illusztrál) pár napja jelent meg a gigastruktúrák új, nyílt hozzáférésű adatbázisában. A bejegyzés (melynek hozzáférési kódja t7phage) a hidrogének nélkül ~20 millió atomot és 8 fehérjekomponenst tartalmaz, amelyek mindegyike különböző példányszámban van jelen. A modellben benne van továbbá a fág teljes genomja, valamint két membránsík is. A fág teljes atomi szerkezete megépítésének ötlete mintegy 2 éve merült fel Páli Tiborban, fágfehérjék és a membrán kettősréteg közötti kölcsönhatás bizonyos kérdéseivel együtt. A lényegi munka a szerkezeti információk összegyűjtésétől a befejezésig több mint egy évig tartott. A Yasara Biosciences GmbH-val való együttműködés elengedhetetlen volt a hibák azonnali eltávolításához, az új funkciók beépítéséhez és az átfogó támogatás biztosításához (ezért K. Ozvoldik társzerzőként jelenik meg a munkában). A szerzők köszönik a HUN-REN Cloud (nagy teljesítményű számítási infrastruktúra) és a HUN-REN SZBK Központi Szolgáltató Laboratórium Bioinformatikai infrastruktúrához való hozzáférést. A T7 fág modell ingyenesen elérhető a CC BY-SA 4.0 (Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International) licenc alatt. A modell használható például szerkezetelemzéshez, durvaszemcsés szimulációkhoz, atomi felbontású vizualizációhoz és részstruktúrák kinyerésére. A tanulmány részleteit először (poszterként) a HUN-REN SZBK Straub Napokon (2025. május 20-21-én) mutatják be. A kutató team jelenlegi és várható további munkája ebben a témában: jóslásokkal előállítani a szálfehérje hiányzó részét (pótmegoldásként, amíg egy kísérleti struktúra elérhetővé nem válik), és frissíteni a modellt kiterjesztett konformációjú szálfehérjékkel; egy másik bakteriofág teljes atomi szerkezetének felépítése. Továbbá, a Molekuláris Biofizika Kutatócsoport több más tagjával együtt tanulmányozzák a szálfehérjék és a membrán közötti kölcsönhatás molekuláris biofizikáját, a T7 fág modellen tett érdekes megfigyelések alapján. (Egyedi szerkezetek, képek vagy animációk iránti kéréseket szívesen fogadnak a szerzők – az első kapcsolódó cikkük megjelenése után.)