Technologia pozwala naukowcom badać strukturę 3D DNA
Naukowcy z Instytutu Medycyny Molekularnej MRC Weatherall (MRC WIMM) opracowali technologię, która pozwala naukowcom badać złożoną strukturę 3D DNA w Wirtualnej Rzeczywistości. W nowo opublikowanej pre-print, zespół opisuje swoje narzędzie, która jest teraz dostępna bezpłatnie dla wszystkich.
Opracowywanie sekwencji tworzącej kod genetyczny jest obecnie rutyną w badaniach medycznych, ale sekwencja to nie cała historia; geny są także włączane i wyłączane w wyniku fizycznej interakcji pomiędzy określonymi częściami DNA.
Weź pod uwagę chromosom 1, tylko jeden z 23 mamy sparowane chromosomy: Misternie złożony łańcuszek 250,000,000 nukleotydy zawierające 4,220 geny, które fizycznie oddziałują ze sobą w trzech wymiarach.
Molekularne origami tych interakcji musi być bardzo precyzyjne, a błędy mogą dosłownie decydować o życiu lub śmierci. Uważa się, że zmiany w fałdowaniu DNA są powiązane z szeregiem chorób, w tym raka.
Wszystkie 22,000 genów, które nosimy, jest w nich zawartych 2 metrów DNA, który jest podobnie upakowany w złożone fałdy i zwoje w jądrach każdego z nich 37 bilion komórek ciała.
Opracowanie sekwencji 2D nukleotydów tworzących kod genetyczny w naszym DNA ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia działania genów, ale zrozumienie fizycznych interakcji pomiędzy fałdami DNA wymaga skoku w nowy wymiar.
To tam gdzie Stephena Taylora oraz Jima Hughesa, Skorzystaj z poniższych instrukcji, jeśli używasz MacOS X Centrum Biologii Obliczeniowej w MRC WIMM, Wejdź. Łączą swoją wiedzę z zakresu biologii obliczeniowej i regulacji genów z ekspertami w dziedzinie grafiki komputerowej czasu rzeczywistego i interakcji człowiek-maszyna w Goldsmiths, Uniwersytet Londyński, do produkcji CSynth. CSynth to interaktywne narzędzie, które pozwala naukowcom wizualizować cały chromosom DNA w 3D i śledzić punkty interakcji fizycznych.
W przeciwieństwie do porównywalnych narzędzi, CSynth łączy interaktywne modelowanie z możliwością połączenia tego, co widzą w swoim modelu 3D, z informacjami o sekwencji DNA swobodnie dostępnymi w Internecie. Użytkownicy mogą dynamicznie zmieniać parametry i porównywać modele, aby zobaczyć, jak może to wpłynąć na geny i inne elementy DNA, takie jak przełączniki włączające i wyłączające geny. Dodatkową cechą CSynth jest to, że łączy on najnowocześniejszy model obliczeniowy z rzeczywistością wirtualną. Oznacza to, że badacze mogą wirtualnie wkroczyć w strukturę DNA oraz badać cząsteczki DNA i manipulować nimi w nowy sposób.
Narzędzie naukowe
Potencjał prawdziwej wizualizacji DNA sprawia również, że CSynth jest doskonałym narzędziem do nauki i angażowania społeczeństwa, zwłaszcza w połączeniu z wirtualną rzeczywistością. Tysiące ludzi doświadczyło CSynth na letniej wystawie Royal Society, Festiwal Nauki w Cheltenham oraz wiele szkół i instytutów.
Zespół z Oksfordu współpracował już z innymi badaczami z MRC WIMM, aby zbadać, w jaki sposób DNA kodujący część kompleksu hemoglobiny (cząsteczka transportująca tlen w czerwonych krwinkach) składa się w 3D, i jak zmienia się fałdowanie w różnych typach komórek.
Nowością jest to, że oprogramowanie jest dostępne bezpłatnie dla każdego, kto ma dostęp do przeglądarki internetowej. Każdy naukowiec może teraz przesyłać własne dane do modelowania i eksploracji w http://csynth.org/. Nie wymaga instalacji oprogramowania i działa niezwykle szybko. Naukowcy mają nadzieję, że ten publiczny interfejs sieciowy sprawi, że CSynth będzie przydatny także w edukacji i uczeniu się, oraz że badacze mogą udostępniać swoje modele w Internecie.
Ale być może najważniejsze, CSynth pomoże naukowcom z Oksfordu i nie tylko zidentyfikować potencjalne struktury i elementy genetyczne powiązane z chorobami oraz zrozumieć wpływ struktury DNA na funkcję.
Źródło: http://„Niewydolność serca to okrutna i wyniszczająca choroba, z którą żyje ponad pół miliona ludzi w Wielkiej Brytanii
Zostaw odpowiedź
Musisz Zaloguj sie lub Zarejestruj się dodać nowy komentarz .