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
Hala
Strona główna Edukacja
Dodatkowy u góry
Labro na dole

Diptool


W dzisiejszych czasach, gdy odporność bakterii na antybiotyki stanowi globalne wyzwanie zdrowotne, naukowcy poszukują nowych sposobów zwalczania mikroorganizmów. Narzędzie, które ma przyspieszyć prace nad nowymi związkami antybakteryjnymi opracował dr Mateusz Rzycki z Politechniki Wrocławskiej.

Diptool - bo o nim mowa - to oprogramowanie przesiewowe do szybkiego określania powinowactwa środka przeciwdrobnoustrojowego na podstawie energii swobodnej do różnych typów błon lipidowych, a więc także błon komórkowych bakterii. Narzędzie pozwala na modelowanie interakcji międzycząsteczkowych, co umożliwia wizualizację trajektorii cząstek i analizę ich energii swobodnej. Jest zdecydowanie szybsze niż klasyczne metody i ma przyjazny użytkownikowi graficzny interfejs; pracując na nim badacz może uruchamiać symulacje z zadanymi przez siebie parametrami i na bieżąco śledzić wyniki oraz różne statystyki w postaci graficznej.

Badania nad zupełnie nowymi związkami antybakteryjnymi są bardzo czasochłonne - tym bardziej, że do przetestowania są miliony cząstek. Nowe narzędzie może skutecznie przyspieszyć te prace.

Jak tłumaczy w rozmowie z PAP dr Rzycki, dzięki Diptool naukowiec może prowadzić wirtualne eksperymenty na komputerze, jeszcze zanim dany związek chemiczny zostanie zsyntetyzowany w laboratorium. Otwiera to zupełnie nowe możliwości, jeśli chodzi o poszukiwania nowych klas detergentów i środków przeciwdrobnoustrojowych. „Nasz model jest naprawdę prosty. Umożliwia szybkie wyłowienie pewnych cząstek z wielkich baz danych. W obecnych czasach takie bazy są absurdalnie ogromne, dlatego dobrze jest mieć takiego pomocnika, który nie angażując za bardzo naszych zasobów czasowych i komputerowych, jest w stanie wyodrębnić te najbardziej obiecujące związki” - podkreśla autor narzędzia.

Artykuły opisujące prace nad narzędziem Diptool oraz jego skutecznością dr Rzycki, wraz ze współpracownikami: prof. Sebastianem Kraszewskim i prof. Martą Gładysiewicz-Kudrawiec z Politechniki Wrocławskiej, opisał na łamach „Scientific Reports” (https://doi.org/10.1038/s41598-024-55418-6) oraz "Materials" (https://doi.org/10.3390/ma14216455).

"Diptool pozwala ocenić wybrane związki przeciwdrobnoustrojowych na podstawie ich własności. Dzięki niemu mogliśmy zaproponować udoskonaloną klasyfikację tych związków pod kątem ich interakcji z błonami komórkowymi i potencjalnej aktywności przeciwdrobnoustrojowej. Podejście to ma szczególną wartość w analizie cząstek i opracowywaniu nowych leków ukierunkowanych na szczepy bakteryjne oporne na antybiotyki" - tłumaczy dr Rzycki.

Tworzenie narzędzia rozpoczął ramach przygotowywania swojego doktoratu. Zaczął się wtedy zastanawiać się, czy istnieją wspólne cechy np. strukturalne, które wykazują wszystkie związki antybakteryjne. "Wraz z promotorem szukaliśmy parametrów, które pozwolą ocenić, że związek A jest skuteczniejszy wobec jakiejś bakterii niż związek B" - wyjaśnia rozmówca PAP. Metod takich poszukiwań jest wiele, jednak naukowcy nie byli z nich zadowoleni. Przede wszystkim dlatego, że nie dało się ich między sobą w pełni porównywać, ponieważ wykorzystywały różne protokoły eksperymentalne.

"Dlatego my, jako teoretycy, postanowiliśmy podjeść do tego tematu inaczej, sprowadzając wszystko do wartości liczbowych. Wykorzystaliśmy metodę, która nazywa się QSAR" - mówi.

QSAR (quantitative structure-activity relationship) to technika, która w różny sposób stara się powiązać aktywność biologiczną z rozmaitymi parametrami strukturalnymi danej grupy związków. W toku badań okazało się, że kilka spośród tych parametrów powtarza się i można je uznać za znaczące. Były to m.in. moment dipolowy związków, współczynnik podziału oraz rozmiar cząsteczki (stosunek długości do szerokości).

Następnie dr Rzycki zaimplementował te cechy w postaci numerycznej, korzystając ze znanych metod całkowania równań ruchu i zależności układów termodynamicznych. "Są pewne rozwiązania numeryczne, które pozwalają na zastosowanie tych praw do takich zamkniętych układów, z jakimi my mieliśmy do czynienia. W naszym wypadku ograniczaliśmy wszystko do oddziaływania dipoli ze sobą. Czyli ze wszystkich wcześniej wyodrębnionych parametrów skupiliśmy się wyłącznie na obserwacjach ruchu i energii układu" - opowiada.

Naukowcy przygotowali model uproszczonej błony lipidowej, jednak podeszli do tego trochę inaczej niż się to zwykle robi. "Nasza cząstka była reprezentowana tylko przez jeden dipol o odpowiedniej wartości, a sama błona przez specyficzny układ dipoli, określony na podstawie dotychczasowych badań z zakresu dynamiki molekularnej - wyjaśnia specjalista. - Następnie badaliśmy, jak zachowuje się energia takiego układu, czyli jak jedne cząstki oddziałują na drugie".

Obserwując, jak dana cząstka wchodzi w interakcję z błoną i wyliczając energię, jaka się z tym wiąże, można było ocenić, czy dany związek jest dobrym kandydatem do dalszych testów eksperymentalnych, czy też nie. Jednym słowem: czy może być potencjalnym środkiem antybakteryjnym.

Dr Rzycki podkreśla, że dzięki Diptool cała ta procedura odbywa się o wiele szybciej niż pozwalały na to klasyczne metody. "Nasze narzędzie umożliwia formułowanie podobnych wniosków, ale zajmuje zdecydowanie mniej czasu. Przestudiowanie jednej cząsteczki zajmuje nam minuty lub godziny, a w przypadku tradycyjnych metod dynamiki molekularnej są to dni lub tygodnie - podkreśla. - Diptool bardzo przyspiesza identyfikację obiecujących związków, które następnie mogą być testowane eksperymentalnie przez badaczy".

Jeśli chodzi o skuteczność narzędzia, to jest ona wysoka. Jak mówi dr Rzycki, aktywność cząsteczek, scharakteryzowana w Diptool, była zbieżna względem wyników z dotychczas stosowanych, klasycznych narzędzi. "Nasze badania pokazują, że ta metoda jest obiecująca i wykazuje wysoką skuteczność" - podsumowuje naukowiec.


Źródło: pap.pl
http://laboratoria.net/edukacja/32238.html
Informacje dnia: Studenci poszerzają wiedzę medyczną Ponad 218 tys. studentów korzysta z mLegitymacji Psycholog o pomocy powodzianom Muzyka pomocna w leczeniu osób Kardiochirurgia zmaga się z brakami kadrowymi Potrafimy zapędzić bakterie do roboty Studenci poszerzają wiedzę medyczną Ponad 218 tys. studentów korzysta z mLegitymacji Psycholog o pomocy powodzianom Muzyka pomocna w leczeniu osób Kardiochirurgia zmaga się z brakami kadrowymi Potrafimy zapędzić bakterie do roboty Studenci poszerzają wiedzę medyczną Ponad 218 tys. studentów korzysta z mLegitymacji Psycholog o pomocy powodzianom Muzyka pomocna w leczeniu osób Kardiochirurgia zmaga się z brakami kadrowymi Potrafimy zapędzić bakterie do roboty

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