نموذج جديد يتنبأ بمرونة المادة الوراثية
مصر: ايهاب محمد زايد
يتنبأ نموذج جديد بمرونة حركة الحمض النووي على المستوى الجزيئي
في كل من الفيزياء والكيمياء ، يشير مقياس الميزوسكوب إلى مقياس الطول الذي يمكن من خلاله دراسة خصائص مادة أو ظاهرة ، دون الدخول في مناقشة حول سلوك الذرات الفردية. في نموذج الميزوسكوب ، يتم دمج المقاييس الذرية مع المقياس المستمر ، لذلك من الصعب جدًا تطويرها.
تم تطوير نموذج جديد لمرونة الحمض النووي بواسطة Kim López-Güell ، طالب Maths4Life ، مع الدكتورة Federica Battistini ، تحت إشراف الدكتور Modesto Orozco في مختبر النمذجة الجزيئية والمعلوماتية الحيوية في IRB Barcelona.
باستخدام برنامج كمبيوتر منخفض التكلفة ، فإن النموذج الذي تم تطويره ، والذي يأخذ في الاعتبار الارتباط والوسائط المتعددة على مستوى tetramer ، يوفر نتائج ذات جودة غير مسبوقة. يتميز النموذج بالدقة والكفاءة على المستوى الحسابي ، مما يجعله نهجًا بديلًا لاستكشاف ديناميكيات مقاطع الحمض النووي الطويلة وفتح إمكانية الاقتراب من مقياس الكروماتين.
نُشر هذا البحث في Nucleic Acids Research ، (“الحركات المترابطة في الحمض النووي: ما وراء نماذج خطوة زوج القاعدة لمرونة الحمض النووي”).
“هذا العمل هو علامة فارقة في محاكاة mesoscopic للحمض النووي. يقول الدكتور باتيستيني ، باحث ما بعد الدكتوراه في IRB Barcelona ، إنه يقدم دراسة منهجية وشاملة لارتباطات حركة الحمض النووي وطريقة جديدة لالتقاطها.
يتم تنفيذ هذا العمل بالتعاون مع مركز التميز “BioExcel” لأبحاث الجزيئات الحيوية الحاسوبية ، ويوفر هذا العمل فهماً أكبر للحمض النووي المعتمد على التسلسل عند مستوى دقة الزوج الأساسي. تم استخدام مجموعة متنوعة من الأساليب والتبسيط لدراسة هذا الموضوع على مدى عقود ولكنها فشلت في تحقيق نموذج متعدد الوسائط. تتيح الطريقة التي تم تطويرها وصفًا محليًا وعالميًا بدقة عالية للمحاكاة الجزيئية على المستوى الذري والقياسات التجريبية.
حركة الحمض النووي كمحور
الديناميات الجزيئية هي تقنية حسابية تسمح بمحاكاة حركة الحمض النووي ، وطيها الخافت ، والثلاثي ، والرباعي ، وحتى تفاعلها مع البروتينات والأدوية. تتيح هذه التقنية للعلماء دراسة العمليات التي تحدث على نطاقات زمنية تتراوح من البيكو ثانية إلى الدقائق والتي تنطبق على الأنظمة الجزيئية ذات الأحجام المختلفة ، وبالتالي فهي محورية للبحث في وظائف الخلايا وآليات المرض.
توضح هذه الدراسة كيف تعمل حركة الحمض النووي باستخدام نهج بتكلفة حسابية منخفضة يمكن أن تتنبأ بمرونة وتشكل خيوط الحمض النووي الطويلة ، والتي يمكن أن تمتد إلى ازدواج الحمض النووي الريبي (RNA) والبوليمرات الطويلة المحتملة. من المتوقع أن يفيد هذا النموذج الجديد المجتمع العلمي الذي يعمل بمحاكاة الحمض النووي.
المصدر: معهد الأبحاث في الطب الحيوي
