La tecnologia consente agli scienziati di esplorare la struttura del DNA 3D
I ricercatori del MRC Weatherall Institute of Molecular Medicine (MRC Wimm) avere la tecnologia sviluppata che permette agli scienziati di esplorare la complessa struttura del DNA 3D nella realtà virtuale. In una recente pubblicazione di pre-stampa, il team descrive il loro strumento, che è ora liberamente disponibili a tutti.
Lavorare fuori la sequenza che compone il codice genetico è ormai di routine nella ricerca medica, ma la sequenza non è tutta la storia; geni sono anche attivati e disattivati mediante interazione fisica tra le parti specifiche di DNA.
Considerare cromosoma 1, solo uno dei 23 coppie di cromosomi che abbiamo: Una catena complicato ripiegato 250,000,000 nucleotidi che contengono 4,220 geni che interagiscono fisicamente tra loro in tre dimensioni.
L'origami molecolare di queste interazioni deve essere molto precisa, e gli errori possono essere letteralmente la differenza tra la vita e la morte. Cambiamenti nella piegatura di DNA è creduto per essere associato con una serie di malattie, tra cui il cancro.
Tutti 22,000 dei geni ci portiamo sono contenuti all'interno 2 metri di DNA, che è simile confezionato in pieghe complesse e vortici nei nuclei di ognuno dei 37 trilione di cellule del corpo.
Elaborare la 2D sequenze di nucleotidi che compongono il codice genetico nel nostro DNA è cruciale per capire come funzionano i geni, ma la comprensione delle interazioni fisiche tra le pieghe di DNA richiede un salto in una nuova dimensione.
Ecco dove Stephen Taylor e Jim Hughes, dal Centro per la Biologia Computazionale al MRC Wimm, come in. Hanno messo la loro esperienza in biologia computazionale e regolazione genica insieme ad esperti in tempo reale di computer grafica e interazione uomo-macchina a Goldsmiths, University of London, per produrre CSynth. CSynth è uno strumento interattivo che permette agli scienziati di visualizzare un intero cromosoma del DNA in 3D e monitorare i punti di interazione fisica.
A differenza degli strumenti comparabili, CSynth combina modellazione interattiva con la possibilità toconnect ciò che vedono nel loro modello 3D con le informazioni sulla sequenza del DNA liberamente disponibili on-line. Gli utenti possono cambiare in modo dinamico i parametri e confrontare i modelli per vedere come questo potrebbe influenzare i geni e altri elementi nel DNA, quali gli interruttori che geni accendere e spegnere. Una caratteristica aggiuntiva di CSynth è che combina il suo modello computazionale state-of-the-art con la Realtà Virtuale. Ciò significa che i ricercatori possono virtualmente entrare nella struttura del DNA ed esplorare e manipolare le molecole di DNA in un modo nuovo.
Strumento di apprendimento
Il potenziale per visualizzare realmente il DNA rende CSynth anche un eccellente strumento di apprendimento e coinvolgimento del pubblico, soprattutto se combinato con la realtà virtuale. Migliaia di persone hanno sperimentato CSynth alla Royal Society Summer Exhibition, il Cheltenham Science Festival e molte scuole e istituti.
Il team di Oxford ha già collaborato con altri ricercatori del MRC WIMM per esaminare come funziona il DNA che codifica parte del complesso dell'emoglobina (la molecola che trasporta l'ossigeno nei globuli rossi) pieghe in 3D, e come i cambiamenti pieghevoli in diversi tipi cellulari.
Cosa c'è di nuovo è che il software è liberamente disponibile a chiunque abbia accesso a un browser web. Qualsiasi scienziato può ora caricare i propri dati al modello ed esplorare a hTTP://csynth.org/. Non ha bisogno di installazione del software ed è estremamente veloce per eseguire. I ricercatori sperano che questa interfaccia web pubblica renda CSynth utile anche per l'istruzione e l'apprendimento, e che i ricercatori possano condividere i loro modelli online.
Ma forse la cosa più importante, CSynth aiuterà gli scienziati di Oxford e non solo a identificare potenziali strutture ed elementi genetici associati alle malattie e a comprendere l’impatto della struttura del DNA sulla funzione.
fonte: http://www.ox.ac.uk
Lascia un commento
Devi accesso o Registrati per aggiungere un nuovo commento .