lt.3b-international.com
Kompiuteriniai modeliai - sudetingiausios 3D DNR formos
Naujas kompiuterinis modelis, leidziantis biologiniams inzinieriams kurti sudetingesnes 3D DNR strukturas, kada nors atliktas, 3D nugaletojus pradeda nauja lygi. Sis avansas gali padeti mokslininkams nustatyti maziausius biologijos procesus, pvz., Fotosinteze. Tai taip pat galetu padeti kurti naujus narkotiku ar RNR terapijos budus, nes tai yra asmeniniu ligu, pvz., Vezio, gydymo sritis.
Kompiuterinis modelis leidzia biologiniams inzinieriams naudotis nanometriniu mastelio valdymu, siekiant sukurti sudetingas 3D DNR formas.
Vaizdo kreditai: auksciausia eilute - Stavros Gaitanaros (MIT) ir Fei Zhang (Arizonos valstybinis universitetas); Apatine eilute - Keyao Pan (MIT) ir gamtos komunikacijos
Zurnale "Nature Communications", mokslininku grupe, iskaitant Masaciusetso technologijos instituto (MIT) narius, apibudina, kaip jie sukure kompiuterini modeli ir naudojo ji, sukure issamias 3D DNR formas, iskaitant ziedus, dubenelius ir icosahedratus, kuriu strukturos yra panasios i virusus.
Kadangi mokslininkai geriau ir geriau ismatuoja ir manipuliuoja medziaga atskiru atomu masta, o molekulese - nanotechnologiju srityje - taip isauga biologiniu inzinieriu galimybes naudoti DNR kaip nanosekonomine statybine medziaga.
DNR yra stabili, o mokslininkai gali lengvai ja programuoti keisdama savo bloku seka. Taciau DNR funkcija priklauso ne tik nuo cheminiu subvienetu seku, bet ir nuo jos formos. Taigi, mazdaug pries 10 metu mokslininkai pradejo manipuliuoti DNR dviem aspektais - ir sukele termina "DNR origami".
Dvigubos DNR formos buvo pagamintos "sustiprintomis sruogomis" i "DNR pastolius". Veliau mokslininkai si metoda sujunge su nanotechnologijomis ir pradejo dirbti su 3D DNR origami. Tai leido manyti, kad 3D DNR nanostrukturos viena diena gali buti naudojamos narkotikams pristatyti, veikti kaip biosensoriai, atlikti dirbtine fotosinteze ir dar daugiau.
Kuo sudetingesne konstrukcija gali buti sukurta, tuo perspektyvesne yra technologiju, kurias siulo technologijos, spektras. Pavyzdziui, vadovaujantis siuo naujausiu modeliu, MIT vadovaujama komanda mano, kad mokslininkai gales kurti DNR pastolius, kurie inkaru baltymu masyvus kuria naujiems automobiliams, skirtiems RNR terapijoms, chromoforams ar sviesai jautrioms molekulems imituoti augalu fotosinteze.
Naujasis modelis naudoja "tikslu nanometrini matmenu valdyma" 3D DNR formoms kurti
Vyresnysis autorius Markas Bathe, biologines inzinerijos profesorius MIT, paaiskina zingsni i prieki, kad ju tyrimas yra 3D DNR origami srityje:
"Bendra ideja yra erdviai organizuoti baltymus, chromoforus, RNR ir nanodalelius, kuriu tikslumas yra nanometriniu mastu, naudojant DNR. Tikslus nanometrinio masto valdymas, kuri mes turime per 3D architektura, yra tai, kas yra sio poziurio centre unikali".
Pazanga i nauja modeli buvo leta ir kruopsta. 2011 m. Komanda sukure modeli, pavadinta "CanDo", kad butu sukurtos 3D DNR formos, taciau jis galejo sukurti ribota diapazona, pagrista staciakampiais ar sesiakampiais glaudziai supakuotais DNR rinkiniu groteliais.
Si naujausia versija naudoja nauja algoritma, kuris padeda komandai sukurti daug sudetingesnes strukturas nei anksciau. Tai gali atlikti DNR pastoliu ir stapeliniu grandziu sekas ir numatyti beveik bet kokiu uzprogramuotu DNR seku 3D struktura.
Prof. Bathe sako, kad prognozuojant modelio 3D struktura "yra pagrindinis ivairioms funkcinems taikomosioms programoms, kurias mes siekiame, nes galiausiai tai yra 3D struktura, kuri sukelia funkcija, o ne tik DNR seka".
Modelis sugriauna DNR seka i "daugiasluoksnes jungtis"
Naujasis modelis veikia, pjaunant DNR seka i subvienetus, vadinamus "daugiasluoksniais jungtimis" - esminiais programuojamu DNR nanostrukturu, panasiu i naturaliai DNR replikacijos formas, kurimo blokais. Multiway sankryzos yra tai, kas leidzia DNR grandinems perzengti ir prijungti prie gretimos DNR spirales grandines, kai jie atsipalaiduoja ir formuoja naujas poras replikacijos metu.
Kompiuterinis modelis is naujo surenka supjaustyta DNR i didesnes uzprogramuotas nano skales formas, tokias kaip ziedai, diskai ir sferines talpyklos. Is naujo programuojant siu komponentu sekas DNR origami dizaineriai gali lengvai sukurti sudetingas architekturas, iskaitant simetriskus narvus, kuriu formos yra tetraedronai, oktaedronai ir dodekaedriai.
Prof. Bathe paaiskina, kad 3D DNR formos yra tik "pasyvus pastoliai". Ju funkcija kyla is kitu molekuliu, kurios gali buti prijungtos prie ju, ir teikia ivairias programas.
Vienas pavyzdys, kuriuo dirba komanda, bando imituoti baltymu pastoliu struktura, kuri leidzia gyvoms augalu lastelems atlikti fotosinteze. Baltymu pastolius sunkiau inzinierizuoti i nanoskaidu rinkinius - todel 3D DNR origami metodas yra naudinga alternatyva. Vietoje to mokslininkai gali prideti chromoforus prie DNR pastoliu, kad butu sukurtos pagrindines fotojuostatu strukturos.
Toliau pateikiamas MIT vaizdo irasas paaiskina, kaip veikia naujas modelis:
DNR pastoliai gali pernesti narkotikus i lasteles "nenukrypstant nuo signalizacijos"
Taip pat imanoma taikyti ir kitas programas, pvz., Pastolius, kurie mokslininkams leidzia imituoti bakteriniu toksinu, todel jie gali sukurti netoksiskas versijas, kurias jie gali naudoti, kad tiesiogiai perduoti RNR terapijas i lasteles.
Prof. Bathe aiskina, kad DNR tesliu panaudojimas terapiniams preparatams, pvz., MikroRNR, mRNR ir veziniu vaistu veikimui, gali patekti i lasteles, nenusileidziant daugybeje signalu ar naikinant lasteliu mechanizma.
Komanda planuoja padaryti savo algoritma viesai prieinama, todel kiti DNR dizaineriai gali ji naudoti. Pirmiausia jie nori patobulinti modeli, todel dizaineriai gali tiesiog suteikti jai tam tikra forma ir gauti tokios formos seka.
Toks patobulinimas leistu tikra nanometro 3D spausdinimo, kur "rasalas" yra sintetine DNR, teigia komanda.
Tyrimo lesos buvo gautos is Navalo tyrimu tarnybos ir Nacionalinio mokslo fondo.
Turinys Ka jie yra? Kaip jie veikia? Tyrimai Kita nauda Salutinis poveikis Sunkus svoris gali buti neitiketinai sunkus. Del sios priezasties zmones kreipesi i ivairius priedus, kad butu lengviau. Zalioji kavos pupeliu ekstraktas yra vienas is ju ... siuo metu yra vienas populiariausiu pasaulyje svorio papildu.
Turinys Struktura Funkcijos Regeneracija Ligos Sveikata Kepenys yra didziausias kietas organas ir didziausias zmogaus organizmo liaukas. Ji vykdo daugiau nei 500 svarbiausiu uzduociu. Kepenu dalis, priskiriama virskinimo sistemai, apima detoksikacija, baltymu sinteze ir cheminiu medziagu, kurios padeda virskinti maista, gamyba.
