Forskere har skabt den mest komplette datamodel af DNA-genet

Forskere fra Los Alamos National Laboratoryskabt den mest komplette datamodel af hele DNA-genet til dato, hvilket krævede simuleringen af ​​en milliard atomer. Eksperter påpeger, at deres model vil hjælpe forskere med bedre at forstå og udvikle lægemidler til sygdomme som kræft, ifølge en pressemeddelelse offentliggjort på Phys.org.

"Det er vigtigt at forstå DNA på dette detaljeringsniveau,fordi vi vil vide præcis, hvordan generne tændes og slukkes. At vide hvordan dette sker kan afsløre hemmelighederne om, hvor mange sygdomme der udvikler sig, "siger Karissa Sanbonmatsu, en strukturel biolog ved Los Alamos National Laboratory.

Atom-niveau genmodellering er det første skridt til at få en fuld forklaring på hvordan DNA udvider og krymper, som styrer genetisk aktivering og deaktivering.

Biolog Carissa Sanbonmatsu og hendes forskergruppe gennemførte en revolutionerende simulering på Trinity supercomputer i Los Alamos, den sjette hurtigst præsenterende computer i verden i dag.
DNA er grundlaget for alt liv og indeholdergener, der koder for menneskets struktur og aktivitet. Der er nok DNA i menneskekroppen til at pakke jorden 2,5 millioner gange, hvilket betyder, at det komprimeres meget præcist og ordnet.

Et langt, trådformet DNA-molekyle sår på et net.små molekylære spoler. Den måde, hvorpå disse spoler roterer og spinder, har direkte indflydelse på tænding og slukning af gener. Når DNA'et er mere kompakt, slukker generne, og når DNA'et udvider, tænder generne. Forskere forstår endnu ikke hvordan og hvorfor dette sker.

</ p>

Selv om den atomistiske model er nøglen til at opløse mysteriet, er DNA-modellering på dette niveau ikke en nem opgave og kræver enorm beregningsydelse.

"Vi kunne lige nu modellere hele genet medved hjælp af Trinity supercomputeren. I fremtiden vil vi kunne bruge Exascale supercomputere, som gør det muligt for os at model hele genomet, "siger Anna Lappala, fysiker ved et laboratorium i Los Alamos.

Exascale er en ny generation af supercomputere,kunne udføre beregninger mange gange hurtigere end moderne maskiner. Med sådan enorm beregningsstyrke vil forskere kunne simulere hele menneskets genom på én gang og give endnu mere information om, hvordan gener er tændt og slukket.

I en ny undersøgelse udgivet i udgaveJournal of Computational Chemistry, et team af forskere fra Los Alamos sammen med forskere fra det japanske Center for Computational Sciences RIKEN, forskere fra New Mexico og University of New York for at indsamle et stort antal forskellige eksperimentelle data og forbinde dem sammen for at skabe en helt atommodel, hvilket er i overensstemmelse med disse data.

Computersimulering af denne type er baseretpå forsøg, herunder indfangning af kromatin konformation, cryoelektronmikroskopi og røntgenkrystallografi, samt en række sofistikerede computersimulationsalgoritmer skabt af eksperter Jayvong Yong fra RIKEN og Chan-Shun Tang fra Los Alamos.

Du kan diskutere nyhederne i vores telegram-chat.