在原子模擬中揭示了導(dǎo)致基因被打開的步驟

蛋白質(zhì)對維持生命的過程至關(guān)重要。它們是通過稱為基因表達(dá)的過程在細(xì)胞中創(chuàng)建的，該過程使用來自稱為基因的DNA片段的指令來構(gòu)建蛋白質(zhì)。有時(shí)基因有缺陷并產(chǎn)生含有錯(cuò)誤的蛋白質(zhì)，阻止細(xì)胞正常運(yùn)作。這些導(dǎo)致遺傳性疾病，如囊性纖維化和血友病。

基因表達(dá)受稱為轉(zhuǎn)錄因子的分子控制，這些分子在其“基礎(chǔ)機(jī)制”上與基因序列的起點(diǎn)結(jié)合，并告訴它開啟并開始產(chǎn)生某些蛋白質(zhì)。

轉(zhuǎn)錄因子與基礎(chǔ)機(jī)器結(jié)合的方式是一個(gè)“模糊”過程，這意味著事件的確切順序是未知的，因?yàn)檫@些步驟的存在時(shí)間不足以被傳統(tǒng)的成像技術(shù)捕獲。

但現(xiàn)在，倫敦帝國理工學(xué)院的研究人員已經(jīng)能夠確定導(dǎo)致基因存在的事件順序，通過創(chuàng)建計(jì)算機(jī)模擬所有成千上萬個(gè)原子構(gòu)成過程并在5000萬個(gè)不同步驟中對其運(yùn)動進(jìn)行建模。切換到。

模擬過程揭示了基因基礎(chǔ)機(jī)制中的“口袋”，轉(zhuǎn)錄因子在結(jié)合過程中移入和移出。了解這些結(jié)構(gòu)如何配合在一起可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)干擾或破壞過程的分子，從而可能解決疾病。

來自帝國生命科學(xué)部的首席研究員Robert Weinzierl博士說：“我們第一次可以填補(bǔ)轉(zhuǎn)錄因子和基礎(chǔ)機(jī)制之間相互作用的動態(tài)環(huán)境。這是基因表達(dá)的核心機(jī)制- 這里的相互作用決定了基因被打開并產(chǎn)生蛋白質(zhì)。“Weinzierl博士補(bǔ)充說：“基因調(diào)控是一種全新的藥物靶標(biāo)，以前一直難以探索。” “這個(gè)過程在一個(gè)非常基礎(chǔ)的層面影響生物學(xué)，并且可以讓我們阻止有害基因的表達(dá)。”

研究人員的新技術(shù)預(yù)測了所有原子的運(yùn)動，以便建立一個(gè)結(jié)構(gòu)圖，包括改變每幾飛秒 - 千萬億分之一秒。今天在PLOS Computational Biology中報(bào)道了該技術(shù)的第一次試驗(yàn)結(jié)果。

Weinzierl博士已經(jīng)提交了一項(xiàng)專利申請，用于研究基因表達(dá)相互作用的基于計(jì)算機(jī)的方法。使用它，可以篩選化合物，以便可能適合基礎(chǔ)機(jī)械口袋。“通過計(jì)算機(jī)模擬，可以很容易地確定可以針對這些相互作用而不需要在現(xiàn)實(shí)生活中首先測試它們的候選化合物，減少篩選新藥所需的時(shí)間，”Weinzierl博士說。

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