Předpovídání 3D struktury biomolekul

Essential Scale-Out Computing by James Cuff (Červen 2019).

Anonim

Bez biomolekul žádné život: V každé buňce organismu pracují legie miniaturních strojů například na přepravu kyslíku, využívání živin nebo opravu poškození genetické informace. Funkce soupravy molekulárních nástrojů buňky je určena prostorovou strukturou těchto mini strojů. Výzkumní pracovníci Karlsruheho institutu technologie (KIT) vyvinuli účinnou metodu pro předpovědi trojrozměrné struktury biomolekul pomocí analýzy experimentálních dat, které lze snadno získat. Tento projekt získal nedávno cenu Fakulty výzkumu Google.

Jak funguje život na molekulární úrovni? Abychom mohli zodpovědět tuto otázku, která má zásadní význam pro biologii, farmaceutiku a medicínu, musí být nejprve známa trojrozměrná struktura biomolekul. Biomolekuly, jako jsou proteiny, DNA nebo RNA, jsou molekulární stroje v buňkách. Vykonávají řadu úkolů, jako je transport kyslíku, svalová aktivita nebo uchovávání a provádění genetické informace.

Funkce těchto mikroskopicky malých strojů je určována jejich prostorovou strukturou. Některé bílkoviny vážou svou "cílovou látku" velmi specificky, pouze proto, že tato látka dokonale zapadá do aktivní vazebné oblasti proteinu, jako je klíč v zámku.

Mezitím se experimentální metody pro určení prostorové struktury biomolekul staly spíše komplikovanými, ale stále podléhají technickým omezením.

Skupina Alexander Schug z KIT Steinbuch Center of Com-Puting (SSC) proto vyvinula alternativní přístup. Je založen na statistických analýzách velkého množství dat biomolekul z různých organismů, které lze snadno stanovit experimentálně. Algoritmy analyzují tato data pro vzorce mutace, na jejichž základě lze prostorovou strukturu předpovědět. Práce nyní získala ocenění společnosti Google.

"Naše práce je dobrým příkladem interdisciplinarity v moderním výzkumu: Přenesli jsme metody z teoretické fyziky a informatiky na problém molekulárních biologických věd, " říká Alexander Schug. "Doufáme, že naše podrobné strukturální předpovědi budou nejen důležité pro základní výzkum, nýbrž budou použity také ve farmakologickém a lékařském výzkumu, neboť biomolekuly jsou důležité pro řadu nemocí."

menu
menu