Model gebouwd om gedrag van DNA te simuleren

DNA-wenteltrapIn het Supercomputercentrum in Barcelona is, in samenwerking met labs in de VS en Groot-Brittannië, een simulatiemethode ontwikkeld, parmbsc1, om met, volgens de ontwikkelaars ongeëvenaarde precisie, structurele veranderingen in of de wisselwerking van DNA met eiwitten en medicijnen te verbeelden. Dat kan handig zijn als iets experimenteel moeilijk is uit te voeren, maar het is natuurlijk wel de vraag wat de waarde van de uitkomst van zo’n simulatie dan is.
We hebben het hier over moleculaire dynamica. Daarmee is te ‘zien’ hoe DNA reageert op moleculaire (of eigenlijk atomair) niveau. Daarmee zijn processen te simuleren die heel snel verlopen in picoseconden (1 biljoenste s) of in uren, van details op nanometerschaal (1 miljardste m) tot de meterschaal.
Modesto Orozo is hoofd van het bioinformaticalab van het instituut voor biomedisch onderzoek in Barcelona. Hij is met collega’s bezig theoretische methoden te ontwikkelen om het gedrag van (grote) biomoleculen beter te leren begrijpen, waarbij vooral gedacht wordt aan kernzuren als DNA, zowel in tijd als in ruimte en gerelateerd aan biomedische en biotechnologische toepassingen. Het nieuwe rekenmodel maakt het mogelijk simulaties op atoomniveau uit te voeren. Daar hebben ze zo’n vijf jaar aan gewerkt en het model is uitgetest op zo’n honderd DNA-systemen. Het rekenmodel is beschikbaar op een, in principe, vrij toegankelijke webstek : http://mmb.irbbarcelona.org/ParmBSC1/.
Het model werkt met krachtvelden van de afzonderlijke atomen van het immense molecuul. Dat vereist een gigantische hoop rekencapaciteit, gegeven het grote aantal atomen van DNA. Wiskundige functies beschrijven hoe atomen in DNA zich bewegen. “Een krachtenveld is nog nooit gebruikt bij zulke diverse structuren met tijdschalen die relevant zijn voor biologische verschijnselen”, zegt Pablo Dans Puiggròs.
Met het model zouden situaties te simuleren zijn die direct kunnen worden vergeleken met experimenten. “We hopen dat we met dit hulpmiddel een hele groep nieuwe gebruikers zullen bereiken”, zegt Orozo. “Vooruitgang in computersimulatie brengt ons dichterbij de definitie van het theoretische model waarmee we de kernaspecten van de cel kunnen simuleren, daarmee dichterbij de droom om het gedrag van een organisme te voorspellen aan de hand van natuurkundige en scheikundige basisregels.”

Bron: Science Daily

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.