Синтез белка: девять месяцев на две наносекунды

Транспортная РНК (красный) снабжает аминокислотными «кирпичиками» конструируемую белковую молекулу (желтый). Рибосома (белый и голубой) отбирает подходящие аминокислоты на основании данных, содержащихся в матричной РНК (зеленый). Для наглядности показана лишь десятая часть всех молекул воды (синий), а верхняя часть рибосомы удалена, чтобы были видны транспортные РНК. Изображение с сайта news.com.com
Транспортная РНК (красный) снабжает аминокислотными «кирпичиками» конструируемую белковую молекулу (желтый). Рибосома (белый и голубой) отбирает подходящие аминокислоты на основании данных, содержащихся в матричной РНК (зеленый). Для наглядности показана лишь десятая часть всех молекул воды (синий), а верхняя часть рибосомы удалена, чтобы были видны транспортные РНК. Изображение с сайта news.com.com

Сотрудникам Лос-Аламосской национальной лаборатории удалось создать динамическую модель работы рибосомы, синтезирующей молекулу белка. Чтобы воспроизвести крохотную долю одного из фундаментальных биологических процессов, американским исследователям понадобилась совокупная вычислительная мощность 768 микропроцессоров, работавших в течение 260 дней.

На основании информации о составе белка, передаваемой с помощью матричных РНК, в рибосоме происходит сборка белка из аминокислот, которые доставляются к месту сборки транспортными РНК. Предыдущие попытки смоделировать этот процесс ограничивались получением «фотографий» ключевых моментов, поскольку имевшихся в распоряжении ученых ресурсов просто не хватало для построения движущейся модели.

Аминокислоты (зеленый), доставленные молекулами транспортных РНК (желтый), проходят через коридор рибосомы (фиолетовый). Изображение с сайта www.lanl.gov
Аминокислоты (зеленый), доставленные молекулами транспортных РНК (желтый), проходят через коридор рибосомы (фиолетовый). Изображение с сайта www.lanl.gov

Для нового эксперимента команда ученых под руководством Кевина Санбонмацу (Kevin Sanbonmatsu) прибегла к помощи суперкомпьютера «Q Machine». Им пришлось учитывать взаимодействие 2,64 миллионов атомов, из которых на модель собственно рибосомы пришлась лишь четверть миллиона, а остальные изображали молекулы воды внутри и снаружи рибосомы. В течение 260 дней американским исследователям удалось «снять» 20 миллионов кадров, отражающих лишь 2 наносекунды из жизни рибосомы, сообщает CNET.

Результаты эксперимента особенно интересны тем, что ученым, судя по всему, удалось воссоздать прежде неизвестный механизм отбора аминокислот, подходящих для синтеза белка. Обнаружившийся в ходе моделирования «коридор» позволяет рибосоме отфильтровывать транспортные РНК, непригодные для выполнения текущей задачи. По мнению г-на Санбонмацу, коридор — весьма древняя в эволюционном отношении часть рибосомы, и вполне вероятно, что его можно найти у всех живых существ на планете, говорится в пресс-релизе Лос-Аламосской лаборатории.

При всей кажущейся академичности этого опыта, организаторы эксперимента надеются, что полученные ими сведения принесут вполне вещественную пользу, способствуя повышению эффективности антибиотиков, которые воздействуют на рибосомы бактерий, угнетая синтез белка. Динамическая модель поможет выявить участки рибосом, наиболее чувствительные к действию того или иного антибиотика.

Работа, содержащая описание новой модели, опубликована 24 октября в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences


4
Показать комментарии (4)
Свернуть комментарии (4)

  • KBOB  | 26.10.2005 | 12:02 Ответить
    Не впечатляет.
    Вот проект рапределенных вычислений Folding@Home
    http://ru.wikipedia.org/wiki/Folding%40Home
    это да!
    Цитата -----------------
    К настоящему времени проект Folding@home успешно смоделировал процесс свёртки белковых молекул на протяжении 5-10 микросекунд - что в тысячи раз больше предыдущих попыток моделирования.
    К 19 апреля 2005 г. вычислениями для проекта занимались более 196 тыс. процессоров, а зарегистрировано на сайте было более миллиона. Этого количества процессоров достаточно, чтобы сравнивать проект Folding@home с наиболее мощными суперкомпьютерами мира, с вычислительным уровнем порядка 200 терафлопс.
    ------------------------
    Лос-Аламос просто отдыхает.
    Ответить
    • intelektum > KBOB | 13.11.2006 | 04:32 Ответить
      Случаем не в курсе естли ролик этого процесса и где иожно скачать
      с уважением Владимир
      Ответить
  • intelektum  | 13.11.2006 | 04:29 Ответить
    А существует ли ролик этого прцесса?
    Ответить
  • Trickster  | 22.06.2009 | 09:08 Ответить
    @KBOB
    По состоянию на середину февраля 2009 года, производительность проекта превышает 5033 Тфлопс (Более 5 ПФлопс).[4] В планах руководителей проекта достичь в ближайшем будущем производительности в 100 Пфлопс.

    и у них окна в мкс, а тут в нано
    Ответить
Написать комментарий


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»