технология

Учените са създали най-пълния компютърен модел на гена на ДНК

Учени от Националната лаборатория в Лос Аламоссъздаде най-пълния компютърен модел на целия ДНК ген, който изисква симулация на един милиард атоми. Експерти посочват, че техният модел ще помогне на изследователите да разберат по-добре и да разработят лекарства за заболявания като рак, според съобщение за пресата, публикувано на Phys.org.

"Важно е да се разбере ДНК на това ниво на детайлност,защото искаме да знаем точно как се включват и изключват гените. Познаването на това как може да се случи може да разкрие тайните на това колко болести се развиват ”, коментира Кариса Санбонмацу, структурен биолог от Националната лаборатория в Лос Аламос.

Генното моделиране на атомно ниво е първата стъпка за получаване на пълно обяснение за това как ДНК се разширява и свива, което контролира генетичното активиране и деактивиране.

Биологът Кариса Санбонмацу и нейният екип от изследователи проведоха революционна симулация на суперкомпютъра Trinity в Los Alamos, шестия най-бързо представящ се компютър днес в света.
ДНК е в основата на целия живот и съдържагени, които кодират структурата и активността на човешкото тяло. Има достатъчно ДНК в човешкото тяло, за да обгърне Земята 2,5 милиона пъти, което означава, че тя се уплътнява много точно и подреден.

Дълга, нишкообразна ДНК молекула се навива на мрежа.малки молекулни намотки. Начинът, по който тези спирали се въртят и се въртят, пряко влияе на включването и изключването на гените. Когато ДНК е по-компактна, гените се изключват и когато ДНК се разширява, гените се включват. Изследователите все още не разбират как и защо това се случва.

</ P>

Въпреки че атомистичният модел е ключът към решаването на мистерията, ДНК моделирането на това ниво не е лесна задача и изисква огромна изчислителна производителност.

- В момента успяхме да моделираме целия генизползвайки суперкомпютъра Trinity. В бъдеще ще можем да използваме суперкомпютри Exascale, които ще ни позволят да моделираме целия геном, ”коментира Анна Лапала, физик в лаборатория в Лос Аламос.

Exascale е ново поколение суперкомпютри,могат да извършват изчисления много пъти по-бързо от съвременните машини. С такава огромна изчислителна сила изследователите ще могат да симулират целия човешки геном наведнъж, осигурявайки още повече информация за това как гените се включват и изключват.

В ново проучване, публикувано в изданиетоЖурнал "Изчислителна химия", екип от учени от Лос Аламос, обедини усилията си с изследователи от Японския център за изчислителни науки RIKEN, учени от Ню Мексико и Университета на Ню Йорк, за да съберат голям брой различни експериментални данни и да ги свържат заедно, за да създадат напълно атомен модел което е в съответствие с тези данни.

Базирана е компютърна симулация от този видза експерименти, включващи улавяне на хроматиновата конформация, криоелектронна микроскопия и рентгенова кристалография, както и редица сложни компютърни симулационни алгоритми, създадени от експерти Jayvong Yong от RIKEN и Chan-Shun Tang от Los Alamos.

Можете да обсъдите новините в нашия чат.