Новости

24.07.2012 13:44
Рубрика: Общество
Проект: Наука

Ученые создали виртуальную бактерию

Десять часов работы 128 компьютеров уходит на одно деление микоплазмы
Американские ученые из университета Стэнфорда и института Крэйга Вентера впервые в истории разработали компьютерную программу, являющуюся моделью живого организма. Пока "виртуальной" сделали одноклеточную бактерию, которая поражает половые и дыхательные пути человека.

По словам специалистов, данная работа является крупным шагом на пути к созданию "виртуальных лабораторий", с помощью которых за короткое время можно будет проводить тысячи медицинских экспериментов, что, в свою очередь, позволит создателям лекарств сэкономить многие миллионы долларов.

"Чуть ли не каждую неделю можно прочесть заголовки в СМИ - "Найден ген рака", "Обнаружен ген болезни Альцгеймера", - поделился с газетой New York Times руководитель исследования Маркус Коверт, специалист по биоинженерным технологиям из Стэнфорда. - Закономерно возникает вопрос, а почему до сих пор мы не может побороть эти заболевания? Ответ, конечно, в том, что рак - это не проблема одного гена, а проблема, в которой имеются многие тысячи факторов".

Тут-то и поможет ученым компьютерная модель организма. Коверт рассказал, что она значительно ускорит изучение принципов работы клетки. В настоящее время моделирование уже применяется при исследовании отдельных клеточных процессов, например, метаболизма. Однако, по словам ученого, перспективная разработка имеет принципиальное отличие: "Мы включили в свою модель все гены и все известные их функции. Пока больше никому не удалось создать такую модель, которая бы охватывала более чем несколько функций отдельных генов".

Половая инфекция стала виртуальной

Модель полного жизненного цикла передающегося половым путем микроба Mycoplasma genitalium была представлена на минувшей неделе в журнале Cell. Коверт назвал работу "черновиком", но добавил, что его команде удалось создать беспрецедентно подробную модель - учитываются все 525 генов микоплазмы. Для этого потребовалась сеть из 128 компьютеров. С их помощью виртуальная бактерия реализует взаимодействие 28 разных категорий молекул, включая ДНК, РНК, протеины, метаболиты - продукты обмена веществ организма.

"Представленная исследователями модель является первой по-настоящему интегрированной попыткой симулировать работу живого микроба и должна быть высоко оценена уже за ее смелость, - отмечается в редакционной статье журнала. - Это колоссальная задача, которая требует интерпретации и обобщения огромного объема данных".

Микоплазму выбрали в качестве кандидатов в "виртуалы" не случайно. Дело в том, что это один из самых изученных организмов на планете. Группа Коверта использовала в своей работе данные, представленные в 900 научных статьях. Но жизнь даже простейшего организма настолько сложна, что для ее моделирования компьютеры работают буквально на пределе. "Сейчас моделирование одного деления клетки занимает десять часов и генерирует полгигабайта данных", - подытожил ученый.