technológia

A tudósok létrehozták a DNS génjének legteljesebb számítógépes modelljét

A Los Alamos Nemzeti Laboratórium tudósailétrehozta a teljes DNS-gén legteljesebb számítógépmodelljét, amely egy milliárd atom szimulációját igényelte. A szakértők rámutatnak, hogy modelljük segít a kutatóknak jobban megérteni és kifejleszteni a rákos megbetegedésekhez hasonló gyógyszereket, az Phys.org-on közzétett sajtóközlemény szerint.

"Fontos megérteni a DNS-t ilyen részletességű szinten,mert pontosan szeretnénk tudni, hogyan kapcsolják be és ki a géneket. Tudva, hogy ez hogyan történik, felfedhetjük, hogy hány betegség alakul ki, ”mondja Karissa Sanbonmatsu, a Los Alamos Nemzeti Laboratórium strukturális biológusa.

Az atomszintű génmodellezés az első lépés, hogy teljes körű magyarázatot kapjunk arról, hogyan bővül a DNS és a szerződések, amelyek szabályozzák a genetikai be- és kikapcsolást.

Carissa Sanbonmatsu biológusa és kutatói csoportja forradalmi szimulációt végzett a Trinity szuperszámítógépén a Los Alamos, a világ hatodik leggyorsabban működő számítógépén.
A DNS az élet alapja és tartalmazzaaz emberi test szerkezetét és aktivitását kódoló gének. Az emberi testben elegendő mennyiségű DNS van a Föld 2,5 millió alkalommal történő becsomagolásához, ami azt jelenti, hogy nagyon pontosan és rendezetten tömörül.

Hosszú, fonalas DNS-molekula van egy hálón.apró molekuláris tekercsek. A tekercsek centrifugálása és centrifugálása közvetlenül befolyásolja a gének be- és kikapcsolását. Amikor a DNS tömörebb, a gének kikapcsolódnak, és amikor a DNS kitágul, a gének bekapcsolnak. A kutatók még nem értik, hogy miért és miért történik ez.

</ p>

Bár az atomista modell a kulcs a rejtély megoldásához, a DNS-modellezés ezen a szinten nem könnyű feladat, és óriási számítási teljesítményt igényel.

- Most már képes voltunk az egész gént modelleznia Szentháromság szuperszámítógép segítségével. A jövőben képes leszünk használni az Exascale szuperszámítógépeket, amelyek lehetővé teszik számunkra a teljes genom modellezését ”- nyilatkozta Anna Lappala, egy fizikus a Los Alamos laboratóriumában.

Az Exascale a szuperszámítógépek új generációja,képesek a számításokat többször gyorsabban elvégezni, mint a modern gépeket. Ilyen hatalmas számítási erővel a kutatók egyszerre képesek szimulálni az egész emberi genomot, még több információt nyújtva a gének be- és kikapcsolásáról.

A kiadásban megjelent új tanulmánybanA Journal of Computational Chemistry, a Los Alamos tudósaiból álló csapat összeállt a japán számítástudományi központ RIKEN kutatóival, a New Mexico-i és a New York-i Egyetem kutatóival, hogy számos különböző kísérleti adatot gyűjtsenek össze, és összekapcsolják őket egy teljesen atommodell létrehozása érdekében. amely összhangban van az adatokkal.

Az ilyen típusú számítógépes szimuláció alapjakísérletek során, beleértve a kromatin konformáció, a krioelektronmikroszkópia és a röntgenkrisztallográfia rögzítését, valamint számos kifinomult számítógépes szimulációs algoritmust, amelyeket Jayvong Yong szakértők készítettek a RIKEN-től és Chan-Shun Tang-tól Los Alamos-tól.

A híreket megvitathatja a Telegram-chat-en.