تكنولوجيا

ابتكر العلماء نموذج الكمبيوتر الأكثر اكتمالا لجين الحمض النووي

علماء من مختبر لوس ألاموس الوطنيخلق نموذج الكمبيوتر الأكثر اكتمالا من الجين الحمض النووي بأكمله حتى الآن ، الأمر الذي يتطلب محاكاة مليار ذرة. يشير الخبراء إلى أن نموذجهم سيساعد الباحثين على فهم وتطوير أدوية لأمراض مثل السرطان بشكل أفضل ، وفقًا لبيان صحفي نُشر على Phys.org.

"من المهم أن نفهم الحمض النووي في هذا المستوى من التفاصيل ،لأننا نريد أن نعرف بالضبط كيف الجينات تشغيل وإيقاف. تقول كاريسا سانبونماتسو ، عالمة الأحياء الهيكلية في مختبر لوس ألاموس الوطني ، إن معرفة كيفية حدوث ذلك يمكن أن تكشف أسرار تطور عدد الأمراض.

نمذجة الجينات على المستوى الذري هي الخطوة الأولى للحصول على شرح كامل لكيفية توسع وانقباض الحمض النووي ، والذي يتحكم في الوراثة وإيقافها.

أجرت عالمة الأحياء Carissa Sanbonmatsu وفريقها من الباحثين محاكاة ثورية على الكمبيوتر العملاق Trinity في Los Alamos ، سادس جهاز كمبيوتر أسرع أداء في العالم اليوم.
الحمض النووي هو أساس كل الحياة ويحتويالجينات التي تشفر بنية ونشاط الجسم البشري. هناك ما يكفي من الحمض النووي في جسم الإنسان للف الأرض 2.5 مليون مرة ، مما يعني أنه يتم ضغطها بدقة فائقة ومنظم.

جرح DNA الخيطي الطويل جرح على شبكة.لفائف الجزيئية الصغيرة. الطريقة التي تدور بها هذه الملفات وتدور ، تؤثر بشكل مباشر على تبديل وإيقاف الجينات. عندما يكون الحمض النووي أكثر إحكاما ، تتوقف الجينات ، وعندما يتوسع الحمض النووي ، يتم تشغيل الجينات. لا يفهم الباحثون حتى الآن كيف ولماذا يحدث هذا.

</ p>

على الرغم من أن النموذج الذري هو المفتاح لكشف الغموض ، فإن نمذجة الحمض النووي في هذا المستوى ليست مهمة سهلة وتتطلب أداء حسابيا هائلا.

"لقد تمكنا الآن من نمذجة الجين بأكملهباستخدام الكمبيوتر العملاق الثالوث. في المستقبل ، سنكون قادرين على استخدام الحواسيب العملاقة Exascale ، والتي ستمكننا من نمذجة الجينوم بأكمله "، تعلق آنا لابالا ، عالمة فيزياء في مختبر في لوس ألاموس.

Exascale هو جيل جديد من أجهزة الكمبيوتر العملاقة ،قادرة على أداء العمليات الحسابية عدة مرات أسرع من الأجهزة الحديثة. مع هذه القوة الحسابية الهائلة ، سيتمكن الباحثون من محاكاة الجينوم البشري بأكمله في وقت واحد ، وتوفير المزيد من المعلومات حول كيفية تشغيل الجينات وإيقافها.

في دراسة جديدة نشرت في الطبعةتعاونت مجلة الكيمياء الحاسوبية ، وهي مجموعة من العلماء من لوس ألاموس مع باحثين من المركز الياباني للعلوم الحسابية RIKEN ، وعلماء من نيو مكسيكو وجامعة نيويورك لجمع عدد كبير من البيانات التجريبية المختلفة وربطها معًا لإنشاء نموذج ذري بالكامل وهو ما يتوافق مع هذه البيانات.

ويستند محاكاة الكمبيوتر من هذا النوععلى التجارب ، بما في ذلك التقاط التشكل الكروماتين ، المجهر الإلكتروني بالتبريد وعلم البلورات بالأشعة السينية ، وكذلك عدد من خوارزميات المحاكاة الحاسوبية المتطورة التي أنشأها الخبراء Jayvong Yong من RIKEN و Chan-Shun Tang من Los Alamos.

يمكنك مناقشة الأخبار من خلال Telegram-chat.