İlk kez düzenlendi: Bir milyar atomun eksiksiz DNA genetik simülasyonu!
Los Alamos Ulusal Laboratuvarı araştırmacıları, tüm DNA geninin bugüne kadarki en büyük simülasyonunu yarattı. Bu başarı, modellemek için 1 milyar atom gerektirir ve araştırmacıların daha iyi anlamalarına yardımcı olur. Ve kanser ve diğer hastalıklar için tedaviler geliştirin. Los Alamos Laboratuvarı'nda yapısal biyolog olan Karissa Sanbonmatsu şunları söyledi: Bu ayrıntı düzeyinde DNA'yı anlamak çok önemlidir çünkü genlerin tam olarak nasıl açılıp kapandığını anlamak istiyoruz. . Bunun nasıl olduğunu bilmek, kaç hastalığın meydana geldiğinin sırlarını açığa çıkarabilir.
Atom düzeyinde genlerin modellenmesi, DNA'nın nasıl genişlediğini ve daraldığını tam olarak açıklamanın ilk adımıdır ve DNA genişlemesi ve büzülmesi, genlerin değişimini kontrol eder. Sanbonmatsu ve ekibi, dünyanın altıncı en hızlısı olan Los Alamos'taki Trinity süper bilgisayarında çığır açan bir simülasyon gerçekleştirdi. Yetenek temel olarak Ulusal Nükleer Güvenlik İdaresi'nin ABD nükleer envanterinin güvenliğini, güvenliğini ve etkinliğini sağlayan envanter yönetim planını destekler. DNA, insan vücudunun yapısını ve faaliyetlerini kodlayan genlere sahip tüm canlıların mavikopyasıdır. İnsan vücudundaki DNA, dünyanın etrafında 2,5 milyon kez dönüyor, bu da onun çok hassas ve düzenli bir şekilde sıkıştırıldığı anlamına geliyor.
- Los Angeles Alamos liderliğindeki bir ekip, tüm DNA geninin bugüne kadarki en büyük simülasyonunu yarattı; modellemek için 1 milyar atom gerektiren bir başarı. Resim: Los Alamos Ulusal Laboratuvarı
Bu uzun, doğrusal DNA molekülü, küçük moleküler makaralardan oluşan bir ağa dolanmıştır. Bu makaraların rüzgar ve gevşeme şekli genleri açar ve kapatır. Bu biriktirme ağının çalışmasına, rahimdeki vücudun nasıl geliştiğini ve hastalıkların nasıl oluştuğunu araştıran, gelişmekte olan bir bilimsel alan olan epigenetik denir. DNA daha sıkı olduğunda gen kapanır ve DNA şiştiğinde gen açılır. Araştırmacılar hala bunun nasıl olduğunu ve neden olduğunu bilmiyorlar. Atom modeli bu gizemi çözmenin anahtarı olsa da, DNA'yı bu seviyede simüle etmek kolay bir iş değildir ve muazzam bir hesaplama gücü gerektirir.
Los Alamos'ta bir polimer fizikçisi olan Anna Lappala şunları söyledi: Şimdi, Los Alamos Trinity süper bilgisayarının yardımıyla tam bir genetik model oluşturabiliriz. Gelecekte, bize tüm genomu simüle etme fırsatı verecek olan exascale süper bilgisayarları kullanabilecek. Exascale bilgisayarlar, yeni nesil süper bilgisayarlardır ve bilgi işlem hızları mevcut bilgisayarlardan kat kat daha hızlı olacaktır. Bu bilgi işlem gücü ile araştırmacılar, genlerin nasıl açılıp kapandığına dair daha derin bir anlayış kazanmak için tüm insan genomunu modelleyebilecekler. Journal of Computational Chemistry'de bu yeni çalışmada yayınlandı
Los Alamos ekibi, çok sayıda farklı türde deneysel veri toplamak ve bunları yerleştirmek için RIKEN Hesaplamalı Bilim Merkezi, New Mexico Konsorsiyumu ve New York Üniversitesi'nden araştırmacılarla birlikte çalıştı. Birlikte, bu verilerle tutarlı bir tüm atom modeli oluşturuldu. Kromatin konformasyon yakalama, kriyo-elektron mikroskobu ve X-ışını kristalografisinin yanı sıra Jaewoon Jung (RIKEN) ve Chang-Shung Tung'un (Los Alamos) bazı karmaşık bilgisayar modelleme algoritmalarını içeren deneyler sayesinde, bu tür bir simülasyon bilgi sağlar.
Brocade Park-Bilim Popülerleştirme Araştırma / Gönderen: Los Alamos Ulusal Laboratuvarı
Referans dergi literatürü: "Journal of Computational Chemistry"
DOI: 10.1002 / jcc.25840
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Sol alt köşede [Daha fazla bilgi] Boke Garden uygulamasını indirin
