Technologie maakt het mogelijk wetenschappers ontdekken 3D-structuur van DNA
Onderzoekers van de MRC Weatherall Institute of Molecular Medicine (MRC WIMM) hebben een technologie ontwikkeld die het mogelijk maakt wetenschappers om de complexe 3D-DNA-structuur in Virtual Reality verkennen. In een onlangs gepubliceerde pre-print, het team beschrijft hun gereedschap, die is nu vrij beschikbaar voor iedereen.
Het uitwerken van de reeks, dat maakt de genetische code is nu routine in het medisch onderzoek, maar de volgorde is niet alles; genen worden ook ingeschakeld en uitgeschakeld door fysische interactie tussen specifieke delen van DNA.
Overweeg chromosoom 1, slechts een van de 23 gepaarde chromosomen hebben we: Een ingewikkeld opgevouwen keten 250,000,000 nucleotiden bevattende 4,220 genen die fysisch met elkaar in drie dimensies.
De moleculaire origami van deze interacties moet zeer nauwkeurig te zijn, en fouten kunnen letterlijk het verschil tussen leven en dood. Veranderingen in de vouwing van DNA wordt verondersteld geassocieerd te zijn met een reeks ziekten, waaronder kanker.
Allemaal 22,000 van de genen carry we zijn opgenomen in 2 meter DNA, die eveneens wordt verpakt in complexe vouwen en slierten kernen van elk van de 37 biljoen cellen van het lichaam.
Het uitwerken van de 2D-sequenties van nucleotiden die deel uitmaken van de genetische code in ons DNA is van cruciaal belang om te begrijpen hoe genen werken, maar het begrip van de fysische interacties tussen de plooien van DNA vereist een sprong naar een nieuwe dimensie.
Dat is waar Stephen Taylor en Jim Hughes, van de Center for Computational Biology bij de MRC WIMM, zoals in. Zij zetten hun expertise in computationele biologie en genregulatie samen met deskundigen in real time computer graphics en mens-machine interactie aan het Goldsmiths, University of London, CSynth te produceren. CSynth is een interactieve tool waarmee wetenschappers om een hele chromosoom van DNA te visualiseren in 3D en bijhouden van punten van fysieke interactie.
In tegenstelling tot vergelijkbare toestellen, CSynth combineert interactieve modellering met de mogelijkheid toconnect wat ze zien in hun 3D-model met de DNA-sequentie-informatie vrij beschikbaar online. Gebruikers kunnen dynamisch parameters veranderen en vergelijk modellen om te zien hoe deze van invloed kunnen zijn genen en andere elementen in het DNA, zoals schakelaars die genen aan en uit. Een extra functie van CSynth is dat het een combinatie van de state-of-the-art rekenmodel met Virtual Reality. Dit betekent dat onderzoekers virtueel stappen in de DNA-structuur verkennen en manipuleren van DNA moleculen in een nieuwe manier.
Leermiddel
Het potentieel om echt DNA te visualiseren maakt ook CSynth een uitstekende leren en betrokkenheid van het publiek gereedschap, vooral in combinatie met de Virtual Reality. Duizenden mensen hebben ervaren CSynth bij de Koninklijke Maatschappij zomertentoonstelling, de Cheltenham Science Festival en vele scholen en instituten.
The Oxford team heeft al samengewerkt met andere onderzoekers van het MRC WIMM hoe de DNA onderzoeken dat codeert voor een deel van de hemoglobine complex (het molecuul dat zuurstof in de rode bloedcellen transporteert) vouwen in 3D, en hoe het vouwen veranderingen in verschillende celtypen.
Nieuw is dat de software is vrij beschikbaar voor iedereen die toegang heeft tot een web browser heeft. Elke wetenschapper kunnen nu hun eigen gegevens te uploaden te modelleren en te verkennen op hTTP://csynth.org/. Het hoeft geen software-installatie en is zeer snel om te draaien. De onderzoekers hopen dat deze openbare web-interface maakt CSynth nuttig zijn voor het onderwijs en te leren, en dat onderzoekers kunnen hun modellen online te delen.
Maar misschien wel het belangrijkste, CSynth zal helpen wetenschappers aan de Oxford en verder het identificeren van potentiële structuren en genetische elementen die verband houden met de ziekte en de impact van DNA-structuur op de functie te begrijpen.
Bron: http://www.ox.ac.uk
Laat een antwoord achter
Je moet Log in of registreren om een nieuwe opmerking toe te voegen .