Ученые создали самую полную компьютерную модель гена ДНК

Ученые из Лос-Аламосской национальной лаборатории создали самую полную на сегодняшний день компьютерную модель всего гена ДНК, что потребовало моделирования одного миллиарда атомов. Специалисты отмечают, что их модель поможет исследователям лучше понять и разработать лекарства от таких болезней, как рак, сообщает пресс-релиз, опубликованный на портале Phys.org.

 

Моделирование генов на атомистическом уровне является первым шагом к получению полного объяснения того, как ДНК расширяется и сжимается, что контролирует генетическое включение и выключение.

ДНК является основой для всего живого и содержит гены, которые кодируют структуры и деятельность человеческого организма. В человеческом теле достаточно ДНК, чтобы обернуть Землю 2,5 миллиона раз, что означает, что она уплотнена очень точно и организованно.

Длинная нитевидная молекула ДНК намотана на сеть крошечных молекулярных катушек. То, как эти катушки вращаются и раскручиваются, напрямую влияет на включение и выключение генов. Когда ДНК более компактна, гены выключаются, а когда ДНК расширяется, гены включаются. Исследователи пока не понимают, как и почему это происходит.

Хотя атомистическая модель является ключом к разгадке тайны, моделирование ДНК на этом уровне является непростой задачей и требует огромных вычислительных производительности.

«Прямо сейчас мы смогли смоделировать целый ген с помощью суперкомпьютера Trinity. В будущем мы сможем использовать суперкомпьютеры Exascale, которые дадут нам возможность смоделировать весь геном», — комментирует Анна Лаппала, физик из лаборатории в Лос-Аламосе.

Exascale — это новое поколение суперкомпьютеров, способных выполнять вычисления во много раз быстрее, чем современные машины. С такими огромными вычислительными возможностями исследователи смогут моделировать сразу весь человеческий геном, предоставляя еще больше информации о том, как гены включаются и выключаются.