Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Alat baru untuk menjelajahi sel-sel dalam 3D dibuat

Anonim

Penyelidik kini boleh meneroka virus, bakteria dan komponen tubuh manusia dengan lebih terperinci daripada sebelumnya dengan perisian yang dibangunkan di Institut Penyelidikan Scripps (TSRI).

iklan


Dalam kajian yang diterbitkan dalam talian menjelang cetakan 1 Disember oleh Kaedah Alam jurnal, para penyelidik menunjukkan bagaimana perisian, yang dipanggil cellPACK, boleh digunakan untuk model virus seperti HIV.

"Kami berharap dapat meningkatkan keupayaan saintis untuk menargetkan sebarang penyakit, " kata Art Olson, profesor dan Pengerusi Penyelidikan Anderson di TSRI yang merupakan pengarang kanan kajian baru itu.

Meletakkan cellPACK ke Ujian

Perisian selPACK menyelesaikan masalah utama dalam biologi struktur. Walaupun saintis telah mengembangkan teknik untuk mengkaji struktur yang agak besar, seperti sel, dan struktur yang sangat kecil, seperti protein, sukar untuk menggambarkan struktur dalam julat "mesoscale" sederhana.

Dengan cellPACK, para penyelidik boleh dengan cepat dan cekap memproses data yang mereka kumpulkan pada struktur yang lebih kecil untuk memasang model dalam julat pertengahan ini. Sebelum ini, para penyelidik terpaksa membuat model ini dengan tangan, yang mengambil minggu atau bulan berbanding dengan hanya beberapa jam dalam cellPACK.

Sebagai demonstrasi kuasa perisian, penulis kajian baru mencipta model HIV yang menunjukkan bagaimana protein "spike" luar diedarkan pada permukaan virus yang tidak matang.

Model baru mengenakan uji kesimpulan yang dibuat oleh para peneliti HIV dari studi mikroskopik super-penyelidikan - bahwa pengedaran protein lonjakan pada permukaan virus yang tidak matang adalah rawak. Tetapi dengan menggunakan cellPACK untuk menjana beribu-ribu model, menguji hipotesis alternatif, para penyelidik mendapati bahawa pengedaran itu tidak rawak. "Kami menunjukkan bahawa tafsiran mereka mengenai pengedaran tidak sepadan dengan hipotesis itu, " kata Olson.

Usaha Pasukan

Perisian cellPACK bermula sebagai projek tesis pelajar pascasiswazah TSRI, Graham Johnson, kini merupakan ahli fakulti QB3 di University of California, San Francisco (UCSF) yang terus menyumbang kepada projek tersebut. Johnson mempunyai lebih 15 tahun pengalaman sebagai ilustrator perubatan, dan dia ingin mencipta cara mudah untuk memvisualisasikan struktur mesoscale. cellPACK adalah pengembangan perisian autoPACK Johnson, yang memaparkan ketumpatan bahan - dari konkrit di bangunan ke sel darah merah dalam arteri.

Para penyelidik melihat selPACK sebagai usaha komuniti, dan mereka telah membuat perisian autoPACK dan cellPACK percuma dan terbuka. Beribu-ribu orang telah memuat turun perisian dari //www.autopack.org.

"Dengan penciptaan selPACK, Dr. Olson dan rakan-rakannya telah menangani cabaran untuk mengintegrasikan data biologi dari pelbagai sumber dan merentas pelbagai skala ke dalam model maya yang dapat mensimulasikan interaksi molekul yang berkaitan secara biologi dalam sel, " kata Veersamy Ravichandran, PhD Institut Kebangsaan Institut Sains Perubatan Umum Kebangsaan, yang sebahagiannya membiayai penyelidikan. "Alat mesra pengguna ini menyediakan platform baru untuk analisis data dan simulasi dengan cara kolaboratif antara makmal."

Sebagai maklumat baru datang dari komuniti saintifik, para penyelidik akan mengubah tatabahasa perisian supaya dapat memodelkan bentuk baru. "Menjadikannya sumber terbuka menjadikannya lebih kuat, " kata Olson. "Perisian sekarang boleh digunakan dan sangat berguna, tetapi ia benar-benar alat untuk masa depan."

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh Institut Penyelidikan Scripps . Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. Graham T Johnson, Ludovic Autin, Mostafa Al-Alusi, David S Goodsell, Michel F Sanner, Arthur J Olson. cellPACK: mesoskop maya untuk model dan menggambarkan biologi sistem struktur . Kaedah Alam, 2014; DOI: 10.1038 / nmeth.3204