251
11 Апреля
Исследователи из MRC Weatherall Institute of Molecular Medicine (MRC WIMM) в Оксфордском университете разработали технологию, позволяющую ученым изучать комплексную 3D-структуру молекулы ДНК с помощью виртуальной реальности. Недавно вышла предварительная публикация с описанием этого инструмента, который является абсолютно бесплатным и доступным для любого человека.
Вычисление последовательности ДНК, формирующей генетический код, сегодня стало привычной частью медицинских исследований, но дело не только в последовательности. Работа генов зависит также от физического взаимодействия между отдельными частями ДНК.
Если взять хромосому 1 (одну из 23 пар хромосом, которые есть у человека), то мы увидим, что она состоит из причудливо закрученной цепочки из 250 миллионов нуклеотидов, которые образуют 4220 генов, взаимодействующих друг с другом в трехмерном пространстве.
Молекулярное «оригами» этих связей должно быть очень точным, ведь малейшие отклонения в нем – вопрос жизни и смерти. Изменения в укладке ДНК считаются одной из причин многих болезней, в том числе рака.
22 тысячи генов, которые есть у человека, находятся в 2 метрах ДНК, в свою очередь «уложенных» в сложные складки и спирали в ядре каждой из 37 триллионов клеток тела.
Вычисление 2D-последовательности нуклеотидов, которые образуют генетический код в наших ДНК, необходимо для понимания того, как работают гены. Но понимание физических взаимодействий между укладками ДНК требует проникновения в трехмерное пространство.
Именно это и попытались сделать Стивен Тэйлор и Джим Хьюз из Центра вычислительной биологии MRC WIMM. Они совместили экспертизу в области вычислительной биологии и регуляции экспрессии генов с компьютерной графикой реального времени и человеко-машинным взаимодействием, предоставленными коллегами из Goldsmiths (Лондонский университет). В итоге получился CSynth – интерактивный инструмент, который позволяет ученым визуализировать хромосому в 3D измерении и отслеживать точки взаимодействий.
Пользователи смогут проводить собственные генетические исследования на моделях, изменяя разные параметры в динамике и сравнивая их, чтобы увидеть, как это может повлиять на работу генов и других элементов ДНК, например, «переключателей», которые «включают» или «выключают» гены. И все это комбинируется с виртуальной реальностью. То есть ученые получили возможность фактически залезть в структуру молекулы ДНК, исследовать и управлять ею так, как им нужно.
Команда MRC WIMM в сотрудничестве с другими исследователями Оксфордского университета уже изучила, как ДНК, ответственная за кодирование части гемоглобинового комплекса (молекула, переносящая кислород в красных кровяных клетках), укладывается в трехмерном измерении, и как эта укладка изменяется в разных типах клеток.
Особенно интересно, что программа абсолютно бесплатна и доступна для любого, у кого есть выход в интернет. Любой ученый может загрузить данные в модель и исследовать ее на сайте http://csynth.org/. Не нужно ничего устанавливать или иметь мощный компьютер. Это очень важно, так как программа открывает широчайшие возможности для обучения, а ученые могут публиковать свои модели в открытом доступе.
Но важнее всего то, что CSynth способна помочь ученым находить потенциальные структуры и генетические элементы, связанные с разными заболеваниями, и понимать роль структуры ДНК в их функционировании.
Источник: Oxford Science Blog. 15.01.2019
ВАЖНО!
Информацию из данного раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. В случае боли или иного обострения заболевания диагностические исследования должен назначать только лечащий врач. Для постановки диагноза и правильного назначения лечения следует обращаться к Вашему лечащему врачу.
Для корректной оценки результатов ваших анализов в динамике предпочтительно делать исследования в одной и той же лаборатории, так как в разных лабораториях для выполнения одноименных анализов могут применяться разные методы исследования и единицы измерения.
У вас остались вопросы? Запишитесь на прием к врачу в вашем городе по тел. 8 (495) 363-0-363; 8 (800) 200-363-0.
