211service.com
Cilvēka modelis ir pabeigts
Pētnieki Kalifornijas Universitātē Sandjego ir izveidojuši pirmo pilnīgo cilvēka metabolisma datormodeli. Pieejams bez maksas vietnē Web , modelis ir nozīmīgs solis uz priekšu jaunizveidotajā sistēmu bioloģijas jomā, un tas palīdzēs pētniekiem atklāt jaunus zāļu lietošanas veidus un izprast vēža un citu slimību molekulāro pamatu.
Kalifornijas Universitāte, Sandjego, pētnieki ir izveidojuši pirmo pilnīgo cilvēka metabolisma datormodeli. Viņi izmantoja modeli, lai izveidotu šo karti, analīzi par kuņģa apvedceļa operācijas vielmaiņas ietekmi pēc viena gada.
Metabolisms ir visu ķīmisko reakciju summa, kas saistītas ar barības vielu sadalīšanos pārtikā enerģijā un to izmantošanu kā izejvielu, lai ražotu visu ķermenim nepieciešamo, sākot no hormoniem, piemēram, insulīna, līdz lipīdiem, kas veido šūnu membrānas. Metabolisma datormodelis, ko izveidojuši pētnieki laboratorijā Bernhards Palsons , bioinženierijas profesors, visas šādas zināmās ķīmiskās reakcijas organismā saista ar katru cilvēka gēnu.
Līdzīgi metabolisma modeļi mikrobiem, piemēram, rauga un E. coli – tostarp vairāki Palsona laboratorijas radītie – ļauj pētniekiem izstrādāt organismus, kas efektīvāk ražo tādus produktus kā etanols un pretmalārijas zāles. (Skatiet sadaļu “Baktēriju attīstības vērošana laboratorijā un inženierijas radītie mikrobi pastiprina etanolu”). Avivs Regevs , skaitļošanas biologs Broad Institute, Kembridžā, MA, augstas kvalitātes vielmaiņas modelis cilvēkiem ir bijis nenotverams.
Jaunais modelis ietver visus zināmos gēnu un visas vielmaiņas reakcijas, ko Palsona grupa atklāja plašā zinātniskās literatūras meklējumos. Konkrēts gēns datu bāzē ir saistīts ar tā proteīna produktu, kas var būt saistīts ar vairākām vielmaiņas reakcijām, kas ir saistītas ar citām reakcijām, kas ir saistītas ar uzturvielu ievadi, piemēram, glikozi un enerģijas izvadi vai produktu, piemēram, melatonīnu. Palsons modeli sauc par visu šo datu matemātisko attēlojumu. Tiešsaistes datubāze tiks pastāvīgi atjaunināta.
Regevs saka, ka viens no daudzsološākajiem modeļa lietojumiem ir kā sastatnes, uz kurām var projicēt datus no gēnu ekspresijas profilēšanas pētījumiem. Izmantojot mikromasīvus, tagad ir iespējams atrast atšķirības gēnu ekspresijā starp, piemēram, normāliem aknu audiem, vēža aknu audiem un diabēta aknu audiem. Šādi dati var atklāt gan slimības molekulāros cēloņus, gan iespējamos zāļu mērķus. Bet šajos pētījumos, saka Regevs, izmaiņas gēnu ekspresijā ir izplatītas visā [genomā].
Izmantojot šo modeli, pētnieki var ievadīt, kuri gēni tiek ekspresēti slimos audos, un iegūt kā izvadu vielmaiņas ceļus, kuros šie gēni ir iesaistīti, pretstatā rūpīgai informācijas meklēšanai zinātniskajā literatūrā pa vienam gēnam. Piemēram, aknu gadījumā modelis varētu pastāstīt pētniekiem, ka vēža aknu audos pārmērīgi ekspresēts gēns ir iesaistīts specifiskās vielmaiņas reakcijās, radot konkrētus produktus. Pēc tam pētnieki varētu meklēt zāles, kas ir vērstas uz šiem ceļiem vai produktiem. Vēža audos ir ļoti liela mēroga vielmaiņas izmaiņas, saka Regevs.
Džeimss Kolinss , Bostonas universitātes biomedicīnas inženierijas profesors, jau ir sācis izmantot tīkla līmeņa pieejas, lai izprastu vēzi, un viņš saka, ka izmantos Palsona modeli savos pētījumos. Jūs varat apskatīt diferencēti izteiktus gēnus pacientam ar prostatas vēzi, saka Kolinss. Vai starp tiem ir ceļi, kas norāda uz slimības pamatā esošajiem procesiem? Tas ļaus mums filtrēt un apkopot sarežģītus datus un noteikt narkotiku mērķus.
Turklāt modelis varētu palīdzēt pētniekiem labāk izprast un optimizēt esošās zāles. Ir grūti noskaidrot, kurus gēnus netieši ietekmē zāles, saka Kolinss. Jūs vēlaties zināt, ko gūstat, lai iegūtu labāku ķīmiju, spēcīgāku intelektuālo īpašumu un izprastu blakusparādības. Palsons norāda, ka, tā kā tīkls var identificēt vairākus veidus, kā radīt vienu un to pašu rezultātu, tas var palīdzēt zāļu uzņēmumiem nākt klajā ar savienojumiem, kuriem ir tāda pati iedarbība, piemēram, alternatīvas statīnu zālēm, piemēram, Lipitor, nepārkāpjot konkurentu patentus.