Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X
Labro glowna

Naukowy styl życia

Nauka i biznes

Strona główna Informacje
Dodatkowy u góry
Labro na dole

Technologia symulacji pól siłowych DNA


DNA odpowiada za replikację, mutację i ewolucję, kodowanie oraz ekspresję genów. Nadejście nowych komputerów i oprogramowania, które symuluje strukturę tej niesamowitej cząsteczki może umożliwić poznanie, w jaki sposób osiąga ona ten poziom wielozadaniowości.

W przypadku obecnych procedur symulacji przy użyciu pól siłowych do reprezentacji DNA występują dwa istotne problemy. Klasyczne pola siłowe zaprojektowane do obliczania energii potencjalnej układu atomów mają znane odchylenia, które ograniczają ich dokładność. Ponadto procedury są ograniczone go badań układów w zakresie 100 par zasad, podczas gdy najprostsza cząsteczka DNA prokariotów, bez jądra komórkowego, jest miliard razy większa.

Nowy złoty standard symulacji DNA ma miejsce na poziomie atomu

W ramach projektu simDNA finansowanego ze środków UE opracowano technologię symulacji wieloskalowej, która może być stosowana w dowolnej skali DNA — począwszy od zasad azotowych nukleotydów o wielkości jednej dziesięciobilionowej metra po genom człowieka na poziomie jednego metra. Jak podkreśla dr Modesto Orozco, koordynator badań w projekcie simDNA, „Ogólnym celem była prezentacja pełnej gamy technologii w celu przedstawienia DNA od poziomu atomowego do poziomu zasad azotowych nukleotydów, w tym krótkich włókien chromatyny”.

Zespół projektu simDNA poczynił ogromne postępy w ciągu pięciu lat trwania projektu. Na poziomie atomowym poprzedni złoty standard symulacji DNA został zastąpiony nowym polem siłowym parmbsc1. Wywołało to poruszenie wśród badaczy budowy i funkcji DNA, a otwarcie obiektu dla społeczności dało w efekcie ponad 350 przytoczeń w czasopismach naukowych.

Rozwiązywanie problemu zniekształceń oraz model mezoskopowy

Zniekształcenia DNA występują podczas przekazywania DNA innym cząsteczkom, co jest również nazywane multimodalnością, jak również w wyniku modyfikacji epigenetycznych, które mają zwykle miejsce ze względu na zewnętrzne warunki środowiskowe. Naukowcy opracowali i zaimplementowali model mezoskopowy służący do pomiaru skali między atomami, cząsteczkami i materiałami o wielkości kilku mikrometrów podczas tych zniekształceń.

Model mezoskopowy umożliwia również symulację odpowiednio długich fragmentów chromatyny z zasadami azotowymi nukleotydów, których unikatowe możliwości pakowania sprawiają, że cząsteczka może zmieścić się w ciasnych przestrzeniach i w dalszym ciągu wchodzić w interakcje z innymi cząsteczkami. Jedno z nowatorskich rozwiązań badawczych projektu simDNA zastosowanych w obliczu problemów dotyczyło struktury nukleosomu. „Odkryliśmy, że dostępne dane dotyczące położenia nukleosomów we włóknie są niskiej jakości. Ponadto częściowo rozwiązaliśmy problem gromadząc własne dane dotyczące małego układu modelowego (drożdży)” — wyjaśnia Orozco.

Cząsteczki jako dynamiczne nośniki informacji i ich znaczenie dla przyszłości medycyny

DNA i RNA nie są jedynymi nośnikami do przekazywania kluczowych informacji, które odpowiadają z włączanie odpowiednich genów w odpowiednim czasie. Inne cząsteczki, które przechowują istotne dane, to m.in. białka, a w szczególności enzymy. W ramach projektu simDNA zbadano również zjawisko allosteryzmu, które polega na możliwości modulacji aktywności enzymatycznej, na przykład przez interakcję z małymi cząsteczkami.

Allosteryzm może mieć ogromne znaczenie w przypadkach związanych z aktywnością enzymatyczną, ponieważ może całkowicie ją zmieniać. Naukowcy zbadali kilka enzymów, które oddziałują na DNA. Jeden z nich, relaksaza, odpowiada za przekazywanie odporności na antybiotyki u gronkowca złocistego, gdy może przekazywać geny sąsiadującym bakteriom. Opublikowano pracę w czasopiśmie naukowym PNAS. Rozważana jest publikacja dwóch kolejnych prac dotyczących allosteryzmu w prestiżowym czasopiśmie naukowym.

Trudno jest znaleźć granice dla szeregu przyszłych zastosowań technologii simDNA do symulacji biomolekuł, ponieważ jest ich dosłownie mnóstwo. Orozco wskazuje ogromny wpływ na dziedzinę chorób złożony. „Wyznacznikiem dla przyszłych zastosowań tego typu obliczeń [symulacji] jest wpływ jaki mogą mieć na lepsze zrozumienie chorób o pochodzeniu epigenetycznym, szczególnie w przypadku złożonych patologii, takich jak nowotwory”.

Źródło: www.cordis.europa.eu



Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

Recenzje




Informacje dnia: PCI Days 2025 - Targi dla Przemysłu Farmaceutycznego i Kosmetycznego Nie tylko szczepienia przeciw HPV ważne w prewencji raka szyjki macicy Jak skutecznie poradzić sobie z bezsennością Naukowcy stworzyli beton z dodatkiem wody słonej zamiast słodkiej Nie trzymajmy dzieci pod kloszem z tematem śmierci Dużo światła w nocy może prowadzić do przedwczesnej śmierci PCI Days 2025 - Targi dla Przemysłu Farmaceutycznego i Kosmetycznego Nie tylko szczepienia przeciw HPV ważne w prewencji raka szyjki macicy Jak skutecznie poradzić sobie z bezsennością Naukowcy stworzyli beton z dodatkiem wody słonej zamiast słodkiej Nie trzymajmy dzieci pod kloszem z tematem śmierci Dużo światła w nocy może prowadzić do przedwczesnej śmierci PCI Days 2025 - Targi dla Przemysłu Farmaceutycznego i Kosmetycznego Nie tylko szczepienia przeciw HPV ważne w prewencji raka szyjki macicy Jak skutecznie poradzić sobie z bezsennością Naukowcy stworzyli beton z dodatkiem wody słonej zamiast słodkiej Nie trzymajmy dzieci pod kloszem z tematem śmierci Dużo światła w nocy może prowadzić do przedwczesnej śmierci

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Job24 Obywatele Nauki NeuroSkoki Portal MaterialyInzynierskie.pl Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA Mlodym Okiem Polski Instytut Rozwoju Biznesu Analityka Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Bioszkolenia Geodezja Instytut Lotnictwa EuroLab

Szanowny Czytelniku!

 
25 maja 2018 roku zacznie obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r (RODO). Potrzebujemy Twojej zgody na przetwarzanie Twoich danych osobowych przechowywanych w plikach cookies. Poniżej znajdziesz pełny zakres informacji na ten temat.
 
Zgadzam się na przechowywanie na urządzeniu, z którego korzystam tzw. plików cookies oraz na przetwarzanie moich danych osobowych pozostawianych w czasie korzystania przeze mnie ze strony internetowej Laboratoria.net w celach marketingowych, w tym na profilowanie i w celach analitycznych.

Kto będzie administratorem Twoich danych?

Administratorami Twoich danych będziemy my: Portal Laboratoria.net z siedzibą w Krakowie (Grupa INTS ul. Czerwone Maki 55/25 30-392 Kraków).

O jakich danych mówimy?

Chodzi o dane osobowe, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług w tym zapisywanych w plikach cookies.

Dlaczego chcemy przetwarzać Twoje dane?

Przetwarzamy te dane w celach opisanych w polityce prywatności, między innymi aby:

Komu możemy przekazać dane?

Zgodnie z obowiązującym prawem Twoje dane możemy przekazywać podmiotom przetwarzającym je na nasze zlecenie, np. agencjom marketingowym, podwykonawcom naszych usług oraz podmiotom uprawnionym do uzyskania danych na podstawie obowiązującego prawa np. sądom lub organom ścigania – oczywiście tylko gdy wystąpią z żądaniem w oparciu o stosowną podstawę prawną.

Jakie masz prawa w stosunku do Twoich danych?

Masz między innymi prawo do żądania dostępu do danych, sprostowania, usunięcia lub ograniczenia ich przetwarzania. Możesz także wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych, zgłosić sprzeciw oraz skorzystać z innych praw.

Jakie są podstawy prawne przetwarzania Twoich danych?

Każde przetwarzanie Twoich danych musi być oparte na właściwej, zgodnej z obowiązującymi przepisami, podstawie prawnej. Podstawą prawną przetwarzania Twoich danych w celu świadczenia usług, w tym dopasowywania ich do Twoich zainteresowań, analizowania ich i udoskonalania oraz zapewniania ich bezpieczeństwa jest niezbędność do wykonania umów o ich świadczenie (tymi umowami są zazwyczaj regulaminy lub podobne dokumenty dostępne w usługach, z których korzystasz). Taką podstawą prawną dla pomiarów statystycznych i marketingu własnego administratorów jest tzw. uzasadniony interes administratora. Przetwarzanie Twoich danych w celach marketingowych podmiotów trzecich będzie odbywać się na podstawie Twojej dobrowolnej zgody.

Dlatego też proszę zaznacz przycisk "zgadzam się" jeżeli zgadzasz się na przetwarzanie Twoich danych osobowych zbieranych w ramach korzystania przez ze mnie z portalu *Laboratoria.net, udostępnianych zarówno w wersji "desktop", jak i "mobile", w tym także zbieranych w tzw. plikach cookies. Wyrażenie zgody jest dobrowolne i możesz ją w dowolnym momencie wycofać.
 
Więcej w naszej POLITYCE PRYWATNOŚCI
 

Newsletter

Zawsze aktualne informacje