Aceste procese pot fi acum vizualizate digital. În acest moment, o echipă de la Universitatea din Illinois, Urbana-Champaign, a dezvoltat un model virtual al bacteriilor care urmărește aproape toate moleculele unei celule până la nivelul nanometric. Cercetătorii au creat această celulă digitală combinând mai multe seturi mari de date care acoperă mii de molecule și apoi le-au animat în timp ce bacteriile se divideau în două.
Modelul este cea mai recentă contribuție la efortul crescând de a crea gemeni digitali ai celulelor vii. Mimând boli sau tratamente în lumea digitală oferă o privire de ansamblu asupra schimbărilor celulare și ar putea accelera descoperirea de medicamente și ajuta cercetătorii să abordeze boli complexe precum cancerul.
„Acest model întreg de celulă prezice simultan multe proprietăți celulare,” a declarat autorul studiului, Zan Luthey-Schulten, într-un comunicat de presă. Modelul ar putea oferi „rezultatele a sute de experimente” în același timp, a spus ea.
Fiecare celulă este un oraș plin de viață. Proteinele coordonează o gamă vastă de răspunsuri celulare. Moleculele de ARN transportă instrucțiuni de la gene la fabricile de proteine ale celulei. Acizii grași din membrana unei celule se rearanjează pentru a permite nutrienților să intre sau pentru a respinge invadatorii. Lucrând împreună, toate acestea mențin celula în mișcare.
Această complexitate face celulele greu de simulat. Dar cu seturi mari de date care cartografiază genomul, exprimarea genelor și proteinele alături de o IA sofisticată, oamenii de știință au construit celule virtuale statice care oferă o imagine aproape completă cu rezoluție la nivel atomic. Modelele mai recente pot chiar să prevadă mișcările moleculare pentru o perioadă scurtă de timp (de obicei mai puțin de o secundă).
Dar ele nu pot simula „mecanica și chimia care au loc în minute până la ore în procese precum exprimarea genelor și diviziunea celulară”, a scris echipa de la Universitatea din Illinois.
Alte eforturi folosesc fizica pentru a prezice cum schimbările moleculare afectează comportamentul în bacterii, drojdii și celule umane. Acestea tratează celulele ca un „sistem bine amestecat” – adică, o cană de supă moleculară lipsită de detalii despre locul fiecărei molecule și cum moleculele variază de la o celulă la alta.
Dar locația este cheia. Pe măsură ce celulele se divid, unele proteine se adună în jurul ADN-ului pentru a ajuta la copierea acestuia; altele se adună lângă membrană pentru a recruta molecule grase pentru creșterea acesteia pe măsură ce celula se divide în două.
Simularea tuturor lucrurilor, pretutindeni, simultan în timpul diviziunii celulare umane este dincolo de puterea celor mai puternice supercomputere. Bacteriile minime oferă o alternativă. Aceste bacterii sintetice sunt versiuni reduse ale parazitului Mycoplasma mycoides. Echipa s-a concentrat pe unul dintre aceste
Sursa articol https://singularityhub.com
Editor RevistaSanatatii.ro. Isi doreste ca activitatea lui sa aduca speranta milioanelor de oameni bolnavi din Romania, sa le aline suferintele si sa le ofere speranta.
