Сотрудники факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ имени М.В. Ломоносова предложили алгоритм компьютерного моделирования сложенных из ДНК трёхмерных конструкций.
Технология ДНК-оригами позволяет создавать из цепочек ДНК различные конструкции, в том числе трёхмерные и управляемые. Это возможно благодаря тому, что длинные ДНК-молекулы состоят из нуклеотидов. Задавая их последовательность в цепочке, можно добиться того, что она будет складываться и скрепляться в нужных местах и под нужным углом.
«Нарисовать проект сложных конструкций ДНК-оригами, особенно объёмных и динамических, например, коробочек для доставки лекарств, которые будут открываться и закрываться, очень сложно, потому что программа для создания таких проектов предполагает, что вы там рисуете двумерные развёртки. Если проект сложный, очень легко где-то что-то напутать и сгенерировать такой проект, который просто не соберётся», — объяснил аспирант факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ Артур Залевский.
Расчёты, которые требуются для создания работающего проекта, довольно масштабные. Их осложняет то, что необходимо учитывать движение порядка миллиона частиц и рассчитывать их попарные взаимодействия. Для разработки программы учёные использовали мощности суперкомпьютера МГУ «Ломоносов-2».
Чтобы оценить точность алгоритма, исследователи провели серию экспериментов, рассмотрев положение и форму молекул с помощью атомно-силового микроскопа. Авторы работы сравнивали распределения конфигураций, выданные алгоритмом и полученные в ходе экспериментов. По их словам, во время этой проверки алгоритм доказал свою эффективность.
Одно из возможных приложений технологии ДНК-оригами — использование конструкций в качестве контейнеров, которые могут адресно доставлять и высвобождать лекарственные средства. Например, с помощью таких нанороботов можно растворить тромб, не разжижая кровь во всём организме, или направить лекарства точно к клеткам раковой опухоли. Такое точечное воздействие позволяет снизить дозы лекарств и смягчить побочные эффекты. Кроме того, объекты из ДНК могут захватывать отдельные молекулы, благодаря чему можно изучать взаимодействия частиц на уровне молекул.
Статья с результатами работы учёных опубликована в журнале Nucleic Acids Research.
🆕 Источник: Создана программа для ДНК-оригами
Технология ДНК-оригами позволяет создавать из цепочек ДНК различные конструкции, в том числе трёхмерные и управляемые. Это возможно благодаря тому, что длинные ДНК-молекулы состоят из нуклеотидов. Задавая их последовательность в цепочке, можно добиться того, что она будет складываться и скрепляться в нужных местах и под нужным углом.
«Нарисовать проект сложных конструкций ДНК-оригами, особенно объёмных и динамических, например, коробочек для доставки лекарств, которые будут открываться и закрываться, очень сложно, потому что программа для создания таких проектов предполагает, что вы там рисуете двумерные развёртки. Если проект сложный, очень легко где-то что-то напутать и сгенерировать такой проект, который просто не соберётся», — объяснил аспирант факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ Артур Залевский.
Расчёты, которые требуются для создания работающего проекта, довольно масштабные. Их осложняет то, что необходимо учитывать движение порядка миллиона частиц и рассчитывать их попарные взаимодействия. Для разработки программы учёные использовали мощности суперкомпьютера МГУ «Ломоносов-2».
Чтобы оценить точность алгоритма, исследователи провели серию экспериментов, рассмотрев положение и форму молекул с помощью атомно-силового микроскопа. Авторы работы сравнивали распределения конфигураций, выданные алгоритмом и полученные в ходе экспериментов. По их словам, во время этой проверки алгоритм доказал свою эффективность.
Одно из возможных приложений технологии ДНК-оригами — использование конструкций в качестве контейнеров, которые могут адресно доставлять и высвобождать лекарственные средства. Например, с помощью таких нанороботов можно растворить тромб, не разжижая кровь во всём организме, или направить лекарства точно к клеткам раковой опухоли. Такое точечное воздействие позволяет снизить дозы лекарств и смягчить побочные эффекты. Кроме того, объекты из ДНК могут захватывать отдельные молекулы, благодаря чему можно изучать взаимодействия частиц на уровне молекул.
Статья с результатами работы учёных опубликована в журнале Nucleic Acids Research.
🆕 Источник: Создана программа для ДНК-оригами
Комментариев нет:
Отправить комментарий