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La technologie permet aux scientifiques d'explorer la structure ADN 3D

Des chercheurs de l'Institut de la MRC Weatherall de médecine moléculaire (MRC Wimm) ont développé une technologie qui permet aux scientifiques d'explorer la structure complexe d'ADN 3D en réalité virtuelle. Dans un pré-imprimé récemment publié, l'équipe décrit leur outil, qui est maintenant disponible gratuitement à tous.

Travailler la séquence qui fait le code génétique est maintenant de routine dans la recherche médicale, mais la séquence n'est pas toute l'histoire; gènes sont également activés et désactivés par l'interaction physique entre les parties spécifiques de l'ADN.

Le temps de l'étape dans votre ADN

Considérons le chromosome 1, juste un des 23 paires de chromosomes que nous avons: Une chaîne complexe pliée de 250,000,000 nucleotides contenant 4,220 les gènes qui interagissent physiquement avec l'autre en trois dimensions.

L'origami moléculaire de ces interactions doit être très précis, et les erreurs peuvent littéralement faire la différence entre la vie et la mort. Les changements dans le repliement de l'ADN est considérée comme étant associée à une gamme de maladies, y compris le cancer.

Tout 22,000 des gènes que nous portons sont contenus dans 2 mètres d'ADN, qui est tout aussi emballé dans des plis complexes et verticilles dans les noyaux de chacun des 37 billion de cellules du corps.

Travailler les séquences 2D de nucléotides qui composent le code génétique dans notre ADN est essentielle pour comprendre le fonctionnement des gènes, mais la compréhension des interactions physiques entre les plis de l'ADN nécessite un saut dans une nouvelle dimension.

C'est là que Stephen Taylor et Jim Hughes, du Centre de biologie computationnelle à la MRC Wimm, comme dans. Ils ont mis leur expertise en biologie computationnelle et la régulation des gènes ainsi que des experts en infographie en temps réel et l'interaction homme-machine à Goldsmiths, Université de Londres, pour produire CSynth. CSynth est un outil interactif qui permet aux scientifiques de visualiser un chromosome entier de l'ADN en 3D et de suivre les points d'interaction physique.

Contrairement à des outils comparables, CSynth combine la modélisation interactive avec la capacité ToConnect ce qu'ils voient dans leur modèle 3D avec les informations de séquence d'ADN librement disponible en ligne. Les utilisateurs peuvent modifier dynamiquement les paramètres et comparer les modèles pour voir comment cela pourrait affecter les gènes et d'autres éléments dans l'ADN, tels que les commutateurs qui transforment les gènes et désactiver. Une autre caractéristique de CSynth est qu'il combine son état de l'art modèle de calcul avec la Réalité Virtuelle. Cela signifie que les chercheurs peuvent pratiquement pénétrer dans la structure de l'ADN et explorer et manipuler les molécules d'ADN d'une nouvelle manière..

Outil d'apprentissage

Le potentiel de vraiment visualiser l'ADN fait également de CSynth un excellent outil d'apprentissage et d'engagement du public, surtout lorsqu'il est combiné avec la réalité virtuelle. Des milliers de personnes ont expérimenté CSynth à l'exposition d'été de la Royal Society, le Cheltenham Science Festival et de nombreuses écoles et instituts.

L'équipe d'Oxford a déjà collaboré avec d'autres chercheurs du MRC WIMM pour examiner comment l'ADN qui code pour une partie du complexe d'hémoglobine (la molécule qui transporte l'oxygène dans les globules rouges) se plie en 3D, et comment le pliage change dans différents types de cellules.

La nouveauté est que le logiciel est disponible gratuitement pour toute personne ayant accès à un navigateur Web. Tout scientifique peut maintenant télécharger ses propres données pour modéliser et explorer à http://csynth.org/. Il ne nécessite pas d'installation de logiciel et est extrêmement rapide à exécuter. Les chercheurs espèrent que cette interface web publique rend CSynth utile pour l'éducation et l'apprentissage trop, et que les chercheurs peuvent partager leurs modèles en ligne.

Mais peut-être le plus important, CSynth aidera les scientifiques à Oxford et au-delà d'identifier les structures potentielles et des éléments génétiques associés à la maladie et à comprendre l'impact de la structure de l'ADN sur la fonction.


La source: http://www.ox.ac.uk

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