Изследователи от Университета на Джорджия използваха суперкомпютъра Summit в Националната лаборатория „Оук Ридж“ към Министерството на енергетиката на САЩ, за да проучат молекулярния механизъм за възстановяване на увредената ДНК – системата за възстановяване на нуклеотидната ексцизия (NER). Тази система поправя различни увреждания на ДНК, като предпазва организма от преждевременно стареене и рак.
Учените са създали компютърен модел на важен елемент на NER – прединюкционния комплекс (PInC). Той регулира възстановителните процеси в късните етапи на възстановяването. Изследването показа, че протеиновите компоненти на NER могат да променят формата си, за да изпълняват различни функции по възстановяване на ДНК.
Според водещия изследовател Ивайло Иванов, професор по химия в Университета на Грузия, изучаването на механизма на NER ще осигури по-дълбоко разбиране на природата на генетичните мутации, които причиняват тежки заболявания. За моделирането учените са използвали софтуера NAMD, предназначен за работа със суперкомпютри.
Summit, който има изчислителна мощ от 200 Pflops позволи подробни симулации във времеви мащаби от микросекунди.
„Видяхме как различните компоненти на PInC взаимодействат помежду си, за да образуват подвижните модули на тази молекулярна машина.“
отбеляза Иванов
Симулациите също така показаха, че мутациите, засягащи NER, е по-вероятно да се появят в най-динамичните части на комплекса. NER се състои от 3 последователни етапа: разпознаване на повредата, проверка на нейната сериозност и директно отстраняване. Протеинът XPC първо открива дефекта, променя структурата на ДНК, за да направи достъпно увреденото място и след това привлича други протеини, които завършват процеса на поправка. Изследователите са установили, че мутациите в гените XPF и XPG могат да причинят тежки заболявания като ксеродерма пигментозум, която прави хората изключително уязвими към слънчевата светлина и рака на кожата и синдрома на Кокейн, който води до ускорено стареене, проблеми със слуха и зрението.
Въпреки че Summit е изведен от експлоатация в края на 2024 година, учените планират да продължат работата по неговия наследник – суперкомпютъра Frontier, който през 2022 година стана най-мощният в света. Следващият етап от изследванията ще се съсредоточи върху транскрипционно свързаната поправка (TC-NER), която поправя повредите в активните гени, за да предотврати неуспехите в синтеза на протеини. Тези изследвания откриват нови пътища за разбиране на генетичните заболявания и за разработване на ефективни лечения.
Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.
С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.
Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Google Новини, TikTok, Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iPhone, Huawei, Google Chrome, Microsoft Edge и Opera!
