3 d代谢地图计算

一个国际研究财团开发,卢森堡的重要参与系统生物医学中心(LCSB)科学家,第一个计算机模型包括3 d表示人类的代谢过程。

为此,研究人员集成超过4000代谢产品的三维结构,或代谢物作为他们是已知的,近13000蛋白质到现有的计算机模型。他们还添加了大量的基因和化学信息模型的模拟运行。这个新的基于计算机的工具,被用于生物医学研究社区最近,Recon3D。Recon3D研究者的结果出现在《自然生物技术》期刊上。

科学的计算机模型继续增加的重要性。他们现有的知识实实在在的,从而帮助科学家准确制定有针对性的研究中存在的问题和工作。创建这样的模型,研究人员分析所有出版物和数据库,他们可以找到一个主题和饲料这一信息到他们的模型。

人体新陈代谢的研究就是一个例子,伊内蒂埃尔教授,分子系统生理学组主管LCSB卢森堡和大学的一个吸引人的卢森堡国家研究基金(FNR)表示:“Recon3D的前任,侦察2,研究小组在不同领域的大型团队聚集大量的基因组数据,化学代谢活动和人类有机体的生理属性。“这个数据库现在已经大大扩大了Recon3D再次,蒂埃尔报告。

人类代谢过程的计算机模型

新电脑模型的独特之处,然而,蛋白质和代谢物的集成三维结构数据。罗南·弗莱明博士LCSB系统生化集团负责人负责将代谢物的结构数据集成到Recon3D,说“到目前为止,我们已经能够说一个给定的代谢反应,a和B物质变成物质C和d。现在,我们清楚地知道哪些每个物质由原子,原子是如何排列的起始原料和那些同样的原子可以再次找到产品的化学反应。”

为做到这一点,研究人员首先必须找出哪些计算程序或算法作为科学家称之为进口分子的三维结构从文学到Recon3D最为准确。发现这一点,弗莱明的团队研究起始材料的分子结构的一系列化学反应后,确定每一个原子的下落代谢反应完成。然后他们测试了各种算法在相同的反应来识别那些最好的预测能力。弗莱明报告”,这些结果,我们当时能够非常准确的超过4000种代谢物结构导入计算机模型。”弗莱明的同事在美国加利福尼亚大学的扩大Recon3D拥有近13000个蛋白质结构数据,从而缩小结构生物学和系统生物学的研究领域。

扩大计算机模型可用于所有的研究者

“Recon3D现在允许我们研究代谢过程运行的不同,例如,在帕金森患者比健康的人来说,更好和更准确,”蒂埃尔总结了新电脑模型提供了可能性。安德烈亚斯德尔格博士从德国图宾根大学的生物信息学中心(ZBIT)已经把它放到一个标准化的格式,以便其他人员可以使用模型的科学问题。“Recon3D奠定了基础细胞类型特异的模型,可以用来模拟创建组织到整个器官的功能的电脑,”解释德尔格和继续“它可以帮助更好地理解病原体之间的相互作用,如细菌或病毒,和人类宿主。“弗莱明还补充道,由于Recon3D代谢物和蛋白质的三维结构,现在可以效仿,在原子分辨率,一个基因突变如何可能影响某些疾病的发展。“这可以为研究新的治疗方法开辟全新的途径,”弗莱明总结道。

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参考:Brunk, E。、Sahoo年代。Zielinski, d . C。Altunkaya,。德尔格,。Mih, N。困扰…Palsson, b . o . (2018)。Recon3D使人类代谢基因变异的三维视图。自然生物技术。https://doi.org/10.1038/nbt.4072