Kategóriák Tech

Több mint egy milliárd atom alkotta gént modelleztek le

A Los Alamos Nemzeti Laboratórium kutatói elkészítették a DNS egy génjének eddigi leghatalmasabb szimulációját, amihez több mint egy milliárd atom lemodellezésére volt szükség és a remények szerint az örökletes betegségek és a rák elleni küzdelemeben is segíthet majd a jövőben. Kiemelten fontos kérdés a DNS tekintetében, hogy az egyes gének mitől és hogyan kapcsolhatnak ki és be – ezeknek a mechanizmusoknak a hibái állhatnak több betegség mögött is.

A folyamat pontos megértésének egyik első lépése gének atomi szintű vizsgálata – amit később kibővíthetnek a DNS még összetettebb részeire, amíg végül az egész DNS-t leképezik így. Ehhez viszont szükség volt az egyetem Trinity szuperszámítógépére, ami a világon a hatodik leggyorsabb és általában a nukleáris anyagok biztonságos használata és hatásfokának elbírálására használják.

A DNS minden életforma genetikai adatait hordozza magában és az további génekre bontható, melyek az egyes testrészek felépítéséhez és működéséhez szükséges információkat kódolják. Hogy pontosabb képet kapjunk a DNS méreteiről, hogyha egy átlagos méretű emberből kivonnánk az összes DNS-t, akkor kinyújtva 2,5 milliószor meg tudná kerülni a Földet. Ez természetesen azt jelenti, hogy egy ekkora méretű vegyületnek rendkívül precíz és rendezett módokra van szüksége az összetömörödéshez.

Az összetömörödés pedig a helytakarosságon felül a gének működésének szabályozásában is szerepet játszik, mivel egy bizonyos tömörítettségi szint után a gének kikapcsolnak. Amíg ezt már eddig is jól ismerték a tudósok, addig a folyamat pontos lefolyása és a kiváltó okai már sokkal rejtélyesebbek. Amíg egy atomi szintű modell megoldást jelenthet a problémára, addig egyáltalán nem egyszerű feladat az elkészítése, amelyhez hatalmas számítási kapacitásra van szükség.

Jelenleg a Trinity szuperszámítógéppel is csak egy teljes gén lemodellezésére volt lehetőség, viszont a kutatók szerint a jövő exaszámítógépei már lehetőséget adnak majd a teljes genom lemodellezésére is. Ezek az exaszámítógépek lesznek a szuperszámítógépek következő generációja, amiknek számítási sebességét már nevükhöz hűen már exaFLOP-pokban mérik majd, ezzel többszörösen lekörözve mai társaikat.

A modellhez szükséges adatbázist a csapat a japán RIKEN Számítástechnikai Központ, az Új-Mexikó Konzorcium és a New Yor Egyetem által gyűjtött különböző kísérleti adatok – például krioelektron- és röntgenmikroszkópia – és az eddigi kifinomult számítástechnikai modellek felhasználásával készítették el.

Forrás: onlinelibrary.wiley.com

Megosztás
Írta:
arsratio

Legutóbbi tartalom

Az intenzív agyi aktivitás miatt álmosodunk el

Egy új zebrahalakon végzett kutatás szerint a nap során végzett agyi aktivitás intenzitása és nem pedig az ébren töltött idő…

2019-09-19 4:34 du.

Idegek és izmok hajtotta hibrid biorobotot fejlesztettek ki

Kutatók olyan puha robotokat fejlesztettek ki, melyek fénnyel irányított neuromuszkuláris szövetek segítségével mozognak. A projekt még 2014-ben indult, amikor is…

2019-09-19 4:25 du.

Új cetfajt fedeztek fel a japán Hokaido partvidékén

A japán és az amerikai Nemzeti Természettudományi Múzeum, a Hokaido Egyetem és az Iwate Egyetem közreműködésével új csőröscet fajt fedeztek…

2019-09-09 2:16 du.

Egy új technológiával veszteség nélkül raktározhatók és szabadíthatók fel a hullámok

A fény- és a hanghullámok a mai technológiában az energia- és jelátvitel alapjait képezik. Azonban eddig nem rendelkeztünk olyan módszerrel,…

2019-09-09 2:13 du.

Egy új kémiai reaktorral üzemanyaggá alakítható a levegőben lévő széndioxid

A Rice Egyetem tudósai egy új katalizátor reaktort fejlesztettek ki, aminek segítségével újrahasznosíthatóak a hangyasav előállítása során felszabaduló üvegházhatást okozó…

2019-09-09 2:08 du.

Az ősi óceánok oxigénszintjének csökkenése vezetett a rejtélyes tömeges kihaláshoz

420 millió évvel ezelőtt - a szilur földtörténeti időszakban - egy hatalmas tömeges kihalás zajlott, ami a tengeri állatok 23…

2019-09-05 8:26 du.

Ez a weboldal cookie-kat használ.