Tecnologia permite aos cientistas explorar estrutura do DNA 3D
Pesquisadores da MRC Weatherall Instituto de Medicina Molecular (MRC WIMM) desenvolveram uma tecnologia que permite aos cientistas explorar a estrutura do ADN 3D complexa em Realidade Virtual. Em uma pré-impressão recém-publicado, a equipe descreve sua ferramenta, que é agora livremente disponível para todos.
Trabalhar fora a seqüência que compõe código genético é agora rotina na investigação médica, mas a seqüência não é toda a história; genes são também ligadas e desligadas por interacção física entre as partes específicas do ADN.
considere cromossomo 1, apenas um dos 23 pares de cromossomos que temos: Uma cadeia de intricada dobrado 250,000,000 nucleótidos que contêm 4,220 genes que interagem fisicamente umas com as outras em três dimensões.
O origami molecular destas interacções precisa de ser muito preciso, e os erros podem ser literalmente a diferença entre a vida ea morte. Alterações na dobragem de ADN acredita-se estar associada com uma variedade de doenças, incluindo câncer.
Todos 22,000 dos genes que levamos estão contidos 2 metros de DNA, que é semelhante embalados em dobras e espirais complexas nos núcleos de cada uma das 37 trilião de células do organismo.
Trabalhar fora das sequências 2D de nucleotídeos que compõem o código genético em nosso DNA é crucial para a compreensão de como os genes trabalham, mas a compreensão das interacções físicas entre as dobras do ADN requer um salto para uma nova dimensão.
Isso e onde Stephen Taylor e Jim Hughes, de Centro de Biologia Computacional no MRC WIMM, como em. Eles colocaram seus conhecimentos em biologia computacional e regulação gênica em conjunto com especialistas em tempo real computação gráfica e interação homem-máquina no Goldsmiths, University of London, para produzir CSynth. CSynth é uma ferramenta interativa que permite aos cientistas visualizar um cromossomo inteiro de DNA em 3D e rastrear pontos de interação física.
Ao contrário das ferramentas comparáveis, CSynth combina modelagem interativa com a capacidade toconnect o que vêem em seu modelo 3D com as informações da sequência de DNA livremente disponíveis online. Os usuários podem alterar dinamicamente parâmetros e comparar modelos para ver como isso pode afetar os genes e outros elementos no DNA, tais como os interruptores que transformam genes e descer. Uma característica adicional do CSynth é que ele combina seu modelo computacional state-of-the-art com Realidade Virtual. Isto significa que os investigadores podem virtualmente passo no interior da estrutura de ADN e explorar e manipular moléculas de ADN de uma maneira nova.
Ferramenta de aprendizado
O potencial para realmente visualizar DNA também faz CSynth um excelente aprendizado e ferramenta de engajamento público, especialmente quando combinados com a Realidade Virtual. Milhares de pessoas já experimentaram CSynth na Exposição de Verão da Royal Society, o Festival de Ciência de Cheltenham e muitas escolas e institutos.
A equipe de Oxford já colaborou com outros pesquisadores do MRC WIMM para examinar como o ADN que codifica para parte do complexo de hemoglobina (a molécula que transporta oxigénio nas células vermelhas do sangue) dobras em 3D, e como as mudanças de dobragem em diferentes tipos de células.
A novidade é que o software está disponível livremente para qualquer pessoa que tenha acesso a um navegador web. Qualquer cientista pode agora fazer upload de seus próprios dados para modelar e explorar em http://csynth.org/. Ela não precisa de instalação do software e é extremamente rápido para executar. Os pesquisadores esperam que esta interface web pública faz CSynth úteis para a educação e aprender muito, e que os pesquisadores podem compartilhar seus modelos online.
Mas talvez o mais importante, CSynth vai ajudar os cientistas na Universidade de Oxford e além identificar estruturas potenciais e elementos genéticos associados à doença e compreender o impacto da estrutura do DNA em função.
Fonte: http://www.ox.ac.uk
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