Новости инноваций: создана самая сложная виртуальная клетка

\"\"

Биологи создали компьютерную модель индивидуальной клетки, самую подробную на сегодня. Она оказалась способной предсказывать свойства реальных бактерий, ранее неизвестные. Данная работа, которая стала новостью инноваций, была опубликована в журнале Cell, на сайте Стенфордского университета (США, штат Калифорния) приводится ее краткое содержание.

 

\"\"

Биологи создали компьютерную модель индивидуальной клетки, самую подробную на сегодня. Она оказалась способной предсказывать свойства реальных бактерий, ранее неизвестные. Данная работа, которая стала новостью инноваций, была опубликована в журнале Cell, на сайте Стенфордского университета (США, штат Калифорния) приводится ее краткое содержание.

Ученые для максимально подробного моделирования выбрали Mycoplasma genitalium, бактерию с самым малым геномом. По причине упрощения, которое было вызвано паразитическим образом жизни, в ДНК бактерии имеется лишь 525 генов (и это против более 4 000 генов у традиционной лабораторной E. coli). Поэтому ДНК Mycoplasma genitalium стала базой для первого генома, синтезированного искусственно.

Виртуальная клетка осуществляла моделирование синтеза и распада разных метаболитов (нуклеотидов, аминокислот, других молекул), ДНК, белков, РНК, клеточное деление, взаимодействие между генами. Процесс управлялся 2 000 параметров.

Исходная информация была получена на базе более 900 публикаций. Различные процессы были сгруппированы в двадцати восьми модулях, действующих по своим алгоритмам. Во время каждого шага симуляции между ними происходила координация.

Подробность созданной модели позволила применить ее для проведения виртуальных наблюдений и экспериментов, невозможных на сегодняшний день в экспериментальной биологии. Так, можно было следить за колебаниями разных метаболитов на протяжении жизни клетки.

В процессе наблюдения за ростом нескольких виртуальных бактерий оказалось, что, хотя циклы деления идут с одинаковой скоростью, разные его этапы могут протекать с разной скоростью. У одной бактерии стадия подготовки к синтезу ДНК протекает по времени дольше по сравнению с другой, зато непосредственно синтез идет значительно быстрее.

Виртуальная клетка, несмотря на свою относительную сложность, все же явно далека от реальной. На сегодня у ученых не существует способа предсказать даже структуру белка по его последовательности, а тем более предсказать результат взаимодействия двух белков. В этих вопросах модель ограничена известными данными и не может показать то, что является неизвестным и недоказанным экспериментально. Впрочем, в биологии таких данных становится все больше.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *