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Technologie ermöglicht es Wissenschaftlern, DNA-3D-Struktur erkunden

Forscher an der MRC Weatherall Institut für Molekulare Medizin (MRC WIMM) hat eine Technologie entwickelt, die Wissenschaftler die komplexe 3D-DNA-Struktur in der virtuellen Realität erkunden. In einem neu veröffentlichten Pre-Print, das Team beschreibt ihr Werkzeug, das ist jetzt frei zugänglich für alle.

aus der Sequenz arbeiten, die genetischen Code bildet, ist nun Routine in der medizinischen Forschung, aber die Reihenfolge ist nicht die ganze Geschichte; Gene werden auch ein- und ausgeschaltet durch physikalische Wechselwirkung zwischen bestimmten Teilen der DNA einge.

Zeit zum Schritt in Ihrer DNA

betrachten Chromosom 1, nur einer der 23 gepaart Chromosomen haben wir: Eine verwickelt gefaltete Kette von 250,000,000 Nukleotiden 4,220 Gene, die physikalisch miteinander in drei Dimensionen interagieren.

Die molekulare Origami dieser Wechselwirkungen muss sehr präzise sein, und Fehler können buchstäblich den Unterschied zwischen Leben und Tod. Änderungen in der Faltung von DNA wird angenommen, dass mit einer Reihe von Erkrankungen in Verbindung gebracht werden,, einschließlich Krebs.

Alles 22,000 der Gene tragen wir darin enthaltenen 2 Meter von DNA, in den Kernen der jeder der, die in ähnlicher Weise in komplexe Faltungen und Quirlen verpackt 37 Billionen Zellen des Körpers,.

Ausarbeiten die 2D-Sequenzen von Nukleotiden, die den genetischen Code in unseren DNA bilden ist entscheidend für das Verständnis, wie Gene arbeiten, aber das Verständnis der physikalischen Wechselwirkungen zwischen den Falten der DNA erfordert einen Sprung in eine neue Dimension.

Das ist wo Stephen Taylor und Jim Hughes, von dem Center for Computational Biology am MRC WIMM, wie in. Sie stellen ihr Know-how in der Bioinformatik und der Genregulation zusammen mit Experten in Echtzeit-Computergrafik und Mensch-Maschine-Interaktion an der Goldsmiths, University of London, zu produzieren CSynth. CSynth ist ein interaktives Tool, das die Wissenschaftler ein ganzes Chromosom von DNA in 3D visualisieren kann und Punkte der physischen Interaktion verfolgen.

Im Gegensatz zu vergleichbaren Werkzeugen, CSynth kombiniert interaktive Modellierung mit der Fähigkeit toconnect, was sie mit den DNA-Sequenzinformationen in ihrem 3D-Modell sehen online frei verfügbar. Benutzer können dynamisch Parameter ändern und Modelle zu vergleichen, um zu sehen, wie diese Gene und andere Elemente in der DNA beeinflussen könnte, wie beispielsweise die Schalter, die Gene ein- und auszuschalten. Ein weiteres Merkmal von CSynth ist, dass es sein state-of-the-art-Rechenmodell mit Virtual Reality kombiniert. Dies bedeutet, dass die Forscher praktisch innerhalb der DNA-Struktur treten kann und erforschen und die DNA-Moleküle in einer neuen Art und Weise zu manipulieren.

Lernhilfsmittel

Das Potenzial, um wirklich DNA zu visualisieren macht auch CSynth eine ausgezeichnete Lern- und öffentliches Engagement Werkzeug, vor allem, wenn sie mit der Virtual Reality kombiniert. Tausende von Menschen haben CSynth in der Royal Society Summer Exhibition erfahren, das Cheltenham Science Festival und viele Schulen und Institute.

Das Oxford-Team hat bereits mit anderen Forschern am MRC WIMM zusammengearbeitet um die DNA zu untersuchen, wie die Codes für einen Teil des Hämoglobin-Komplexes (das Molekül, das Sauerstoff in den roten Blutkörperchen transportiert) Falten in 3D, und wie die Faltung Veränderungen in verschiedenen Zelltypen.

Neu ist, dass die Software für jeden frei verfügbar ist, den Zugang zu einem Web-Browser hat. Jeder Wissenschaftler können nun ihre eigenen Daten laden zu modellieren und erforschen bei http://csynth.org/. Dabei spielt es keine Software-Installation benötigt und ist extrem schnell zu laufen. Die Forscher hoffen, dass dieses öffentlichen Web-Interface CSynth nützlich für Bildung und Lernen zu machen, und dass die Forscher ihre Modelle jetzt online.

Aber vielleicht am wichtigsten, CSynth werden die Wissenschaftler in Oxford helfen und darüber hinaus identifizieren mögliche Strukturen und genetischen Zusammenhang mit der Krankheit Elemente und die Auswirkungen der DNA-Struktur auf Funktion zu verstehen.


Quelle: http://www.ox.ac.uk

Über Marie

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