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. This means that researchers can virtually step inside the DNA structure and explore and manipulate DNA molecules in a new way.
Learning tool
The potential to really visualise DNA also makes CSynth an excellent learning and public engagement tool, especially when combined with the Virtual Reality. Thousands of people have experienced CSynth at the Royal Society Summer Exhibition, the Cheltenham Science Festival and many schools and institutes.
The Oxford team has already collaborated with other researchers at the MRC WIMM to examine how the DNA that codes for part of the haemoglobin complex (the molecule that transports oxygen in red blood cells) folds 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. The researchers hope that this public web interface makes CSynth useful for education and learning too, and that researchers can share their models online.
But perhaps most importantly, CSynth will help scientists at Oxford and beyond identify potential structures and genetic elements associated with disease and to understand the impact of DNA structure on function.
fonte: http://www.ox.ac.uk
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