tehnologija

Znanstvenici su stvorili najkompletniji računalni model gena DNA

Znanstvenici iz Nacionalnog laboratorija Los Alamosstvorio je najkompletniji računalni model cijelog DNA gena do sada, koji je zahtijevao simulaciju jedne milijarde atoma. Stručnjaci ističu da će njihov model pomoći istraživačima da bolje razumiju i razviju lijekove za bolesti poput raka, navodi se u priopćenju objavljenom na Phys.org.

"Važno je razumjeti DNK na ovoj razini detalja,jer želimo točno znati kako se geni uključuju i isključuju. Znati kako se to događa može otkriti tajne o tome koliko se bolesti razvijaju, ”komentira Karissa Sanbonmatsu, strukturni biolog iz Nacionalnog laboratorija Los Alamos.

Modeliranje gena za atomsku razinu prvi je korak za dobivanje potpunog objašnjenja o tome kako se DNA širi i smanjuje, što kontrolira genetsku aktivaciju i deaktivaciju.

Biologinja Carissa Sanbonmatsu i njezin istraživački tim proveli su revolucionarnu simulaciju na superračunalu Trinity u Los Alamosu, šestom najbržom najuspješnijem računalu na svijetu.
DNA je temelj cjelokupnog života i sadržigeni koji kodiraju strukturu i aktivnost ljudskog tijela. Postoji dovoljno DNK u ljudskom tijelu da Zemlju zamota 2,5 milijuna puta, što znači da je vrlo precizno i ​​uredno zbijeno.

Duga, nitasta DNA molekula je namotana na mrežu.sićušne molekularne zavojnice. Način na koji se ovi zavoji okreću i okreću, izravno utječe na uključivanje i isključivanje gena. Kada je DNA kompaktnija, geni se isključuju, a kada se DNA širi, geni se uključuju. Istraživači još ne razumiju kako i zašto se to događa.

</ p>

Iako je atomistički model ključ za otkrivanje tajne, modeliranje DNK na ovoj razini nije lagan zadatak i zahtijeva ogromne računske performanse.

- Upravo smo mogli modelirati cijeli genpomoću superračunala Trinity. U budućnosti ćemo moći koristiti superračunala Exascale, što će nam omogućiti da modeliramo cijeli genom, ”komentira Anna Lappala, fizičar iz laboratorija u Los Alamosu.

Exascale je nova generacija superračunala,u mogućnosti izvesti izračune mnogo puta brže od modernih strojeva. S takvom ogromnom računalnom snagom, istraživači će moći simulirati cijeli ljudski genom odjednom, pružajući još više informacija o tome kako se geni uključuju i isključuju.

U novoj studiji objavljenoj u izdanjuJournal of Computational Chemistry, tim znanstvenika iz Los Alamosa udružio se s istraživačima iz japanskog Centra za računalne znanosti RIKEN, znanstvenicima iz Novog Meksika i Sveučilišta u New Yorku kako bi prikupili veliki broj različitih eksperimentalnih podataka i povezali ih zajedno kako bi stvorili potpuno atomski model, što je u skladu s tim podacima.

Utemeljena je računalna simulacija ove vrsteo pokusima, uključujući hvatanje konformacije kromatina, krioelektronsku mikroskopiju i rendgensku kristalografiju, kao i brojne sofisticirane računalne simulacijske algoritme koje su stvorili stručnjaci Jayvong Yong iz RIKEN-a i Chan-Shun Tang iz Los Alamosa.

O vijestima možete razgovarati u našem telegramu.