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        是時候進入你的DNA了
        
			
        
				2019-02-19 14:48:05
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        MRC Weatherall分子醫(yī)學(xué)研究所(MRC WIMM)的研究人員開發(fā)了一種技術(shù)，使科學(xué)家能夠在虛擬現(xiàn)實中探索DNA的復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)。在新發(fā)布的預(yù)印本中，該團隊描述了他們的工具，現(xiàn)在所有人都可以免費使用。
        

        是時候進入你的DNA了
        

        制定構(gòu)成遺傳密碼的序列現(xiàn)在已成為醫(yī)學(xué)研究的常規(guī)，但序列不是全部; 基因也通過DNA特定部分之間的物理相互作用打開和關(guān)閉?？紤]染色體1，這只是我們所擁有的23對染色體中的一條：一條錯綜復(fù)雜的折疊鏈，含有44,000個核苷酸，含有4,220個基因，它們在三個維度上相互物理相互作用。
        

        這些相互作用的分子折紙需要非常精確，錯誤實際上可能是生與死之間的差異。認(rèn)為DNA折疊的變化與一系列疾病有關(guān)，包括癌癥。我們攜帶的所有22,000個基因都包含在距離DNA 2米的范圍內(nèi)，它同樣被包裝成復(fù)雜的褶皺，并且在身體的37萬億個細(xì)胞的每個細(xì)胞核中都有螺旋狀。
        

        在3D中可視化
        

        計算構(gòu)成我們DNA中遺傳密碼的2-D核苷酸序列對于理解基因的工作原理至關(guān)重要，但理解DNA折疊之間的物理相互作用需要跨越一個新的維度。
        

        這就是來自MRC WIMM計算生物學(xué)中心的Stephen Taylor和Jim Hughes進來的地方。他們將他們在計算生物學(xué)和基因調(diào)控方面的專業(yè)知識與實時計算機圖形學(xué)和人機交互方面的專家一起用于Goldsmiths大學(xué)。倫敦，生產(chǎn)CSynth。CSynth是一種交互式工具，它允許科學(xué)家在三維中可視化整個DNA染色體并跟蹤物理相互作用點。
        

        與同類工具不同，CSynth將交互式建模與他們在3-D模型中看到的能力與在線免費提供的DNA序列信息相結(jié)合。用戶可以動態(tài)更改參數(shù)并比較模型，以了解這可能如何影響DNA中的基因和其他元素，例如打開和關(guān)閉基因的開關(guān)。CSynth的另一個特點是它將最先進的計算模型與虛擬現(xiàn)實相結(jié)合。這意味著研究人員可以虛擬地進入DNA結(jié)構(gòu)，以新的方式探索和操縱DNA分子。
        

        學(xué)習(xí)工具
        

        真正可視化DNA的潛力也使CSynth成為一個優(yōu)秀的學(xué)習(xí)和公共參與工具，特別是與虛擬現(xiàn)實相結(jié)合時。成千上萬的人在皇家學(xué)會夏季展覽會，切爾滕納姆科學(xué)節(jié)以及許多學(xué)校和研究所體驗過CSynth。
        

        牛津團隊已經(jīng)與MRC WIMM的其他研究人員合作，研究編碼部分血紅蛋白復(fù)合物(紅細(xì)胞中輸送氧氣的分子)的DNA如何在3-D中折疊，以及折疊如何在不同的情況下折疊細(xì)胞類型。
        

        最新的是，任何有權(quán)訪問網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的人都可以免費使用該軟件?，F(xiàn)在，任何科學(xué)家都可以將自己的數(shù)據(jù)上傳到http://csynth.org/進行建模和探索。它不需要軟件安裝，運行速度極快。研究人員希望這個公共網(wǎng)絡(luò)界面使CSynth對教育和學(xué)習(xí)也有用，研究人員可以在線分享他們的模型。
        

        但也許最重要的是，CSynth將幫助牛津大學(xué)及其他科學(xué)家識別與疾病相關(guān)的潛在結(jié)構(gòu)和遺傳因素，并了解DNA結(jié)構(gòu)對功能的影響。
        
			

			
          
        
			
        
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