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首次创造出金凤凰彩票投注平台,美日创建迄今

虽然原子模型是解决这个问题的关键,但在此尺度上模拟DNA并非易事,需要极强的计算能力。三本松等人在洛斯阿拉莫斯国家实验室的“三一”超级计算机上进行了此次突破性模拟,该机在2018年全球超算500强上名列第六。来自该国家实验室、新墨西哥州联盟、纽约大学和日本理化研究所计算科学中心的研究人员,收集了大量不同类型的实验数据,创建出这一全原子模型。

科技日报记者 刘霞

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美日创建迄今最大DNA基因模型

最新研究负责人、洛斯阿拉莫斯国家实验室的结构生物学家科丽莎·三本松说:“在这一细节尺度上理解DNA非常重要,因为我们想要准确理解基因是如何打开和关闭的。在原子水平建模基因是完整解释DNA如何扩展和收缩——控制着基因的打开和关闭的第一步,知道这种情况如何发生可以揭开很多疾病的秘密。”

在原子水平上对基因进行建模是完整解释DNA如何膨胀和收缩的第一步,而DNA膨胀和收缩控制着基因的开关。Sanbonmatsu和团队在洛斯阿拉莫斯的Trinity超级计算机上进行了突破性模拟,这台超级计算机是世界上速度第六快。能力主要支持美国国家核安全管理局(National Nuclear Security Administration)的库存管理计划,该计划确保美国核库存的安全性、安全性和有效性。DNA是所有生物的蓝图,拥有编码人体结构和活动的基因。人体中的DNA环绕地球250万次,这意味着它以一种非常精确和有组织的方式被压缩。

该国家实验室的高分子物理学家安娜·拉帕拉说:“现在,我们能在‘三一’超级计算机的帮助下对整个基因进行建模。将来,我们能够利用下一代超级计算机——百亿亿次超级计算机,对整个基因组进行建模,从而更深入地了解基因如何开启和关闭。”

科学家对单个基因进行了迄今最大的模拟。图片来源:物理学家组织网

参考期刊文献:《Journal of Computational Chemistry》

科技日报北京4月25日电 据物理学家组织网近日报道,美国和日本科学家携手,“征用”10亿个原子,创造了迄今最大的DNA基因模拟。最新研究将帮助科学家更好地了解癌症等疾病,开发相应的治疗方法。

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DNA是所有活体生物的蓝图,拥有编码人体结构和活动的基因,以非常精确和有组织的方式簇拥在一起。长长的、弦状DNA分子缠绕在一个微小的分子线轴网络内,这些线轴缠绕和解开的方式可以打开和关闭基因。当DNA更紧凑时,基因就会被关闭;当DNA扩展时,基因就会被打开。目前,研究人员还不了解这种情况如何以及为何发生。

虽然原子模型是解决这个问题的关键,但在此尺度上模拟DNA并非易事,需要极强的计算能力。三本松等人在洛斯阿拉莫斯国家实验室的“三一”超级计算机上进行了此次突破性模拟,该机在2018年全球超算500强上名列第六。来自该国家实验室、新墨西哥州联盟、纽约大学和日本理化研究所计算科学中心的研究人员,收集了大量不同类型的实验数据,创建出这一全原子模型。

这个长长的、线状的DNA分子被缠绕在一个由微小分子线轴组成的网络中。这些线轴缠绕和放松的方式开启和关闭了基因。对这个线轴网络的研究被称为表观遗传学,这是一个新兴的科学领域,研究子宫内的身体如何发育以及疾病如何形成。当DNA更紧密时,基因关闭,当DNA膨胀时,基因开启。研究人员还不清楚这是如何发生的,以及为什么会发生。虽然原子模型是解开这个谜团的关键,但是在这个层次上模拟DNA并不是一件容易的事情,它需要巨大的计算能力。

该研究负责人、美国洛斯阿拉莫斯国家实验室结构生物学家科丽莎·三本松说:“在这一细节尺度上理解DNA非常重要,因为我们想要准确理解基因是如何打开和关闭的。在原子水平建模基因是完整解释DNA如何扩展和收缩(控制基因的打开和关闭)的第一步,知道这种情况如何发生可以揭开很多疾病的秘密。”

该国家实验室的高分子物理学家安娜·拉帕拉说:“现在,我们能在‘三一’超级计算机的帮助下对整个基因进行建模。将来,我们将能够利用下一代超级计算机——百亿亿次超级计算机,对整个基因组进行建模,从而更深入地了解基因如何开启和关闭。”

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金凤凰彩票投注平台,DNA是所有活体生物的蓝图,拥有编码人体结构和活动的基因,以非常精确和有组织的方式簇拥在一起。长长的、弦状DNA分子缠绕在一个微小的分子线轴网络内,这些线轴缠绕和解开的方式可以打开和关闭基因。当DNA更紧凑时,基因就会被关闭;当DNA扩展时,基因就会被打开。目前,研究人员还不了解这种情况如何以及为何发生。

洛斯阿拉莫斯团队与日本理研所(RIKEN Center for Computational Science),新墨西哥联盟(new Mexico Consortium)和纽约大学(new York University)的研究人员合作收集了大量不同种类的实验数据,并将它们放在一起,创建了一个与这些数据一致的全原子模型。通过实验,包括染色质构象捕获、低温电子显微镜和x射线晶体学,以及Jaewoon Jung 和Chang-Shung Tung (Los Alamos)的一些复杂的计算机建模算法,对这类模拟提供了信息。

据物理学家组织网23日报道,美国和日本科学家携手,“征用”10亿个原子,创造了迄今最大的DNA基因模拟。最新研究将帮助科学家更好地了解并开发癌症等疾病的疗法。

洛斯阿拉莫斯的聚合物物理学家安娜·拉帕拉(Anna Lappala)说:现在,我们能够在洛斯阿拉莫斯Trinity超级计算机的帮助下,建立一个完整的基因模型。在未来,将能够利用百亿亿次超级计算机,这将给我们一个机会来模拟整个基因组。百亿亿级计算机是下一代超级计算机,运算速度将比目前计算机快很多倍。有了这种计算能力,研究人员将能够对整个人类基因组进行建模,从而更深入地了解基因是如何开启和关闭的。发表在《计算化学》(Journal of Computational Chemistry)上的这项新研究中

博科园-传递宇宙科学之美

博科园-科学科普|研究/来自: 洛斯阿拉莫斯国家实验室

洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)研究人员创造了迄今为止对整个DNA基因进行的最大模拟,这一壮举需要10亿个原子来建模,将有助于研究人员更好地理解和开发癌症等疾病的治疗方法。洛斯阿拉莫斯实验室的结构生物学家卡里萨·桑邦马祖(Karissa Sanbonmatsu)说:在这样的细节水平上理解DNA是很重要的,因为我们想准确地理解基因是如何开启和关闭的。知道这是如何发生的,可以解开多少疾病发生的秘密。

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一个由洛杉矶阿拉莫斯领导的团队创造了迄今为止最大,对整个DNA基因的模拟,这一壮举需要10亿个原子来建模。图片:Los Alamos National Laboratory

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