Последние достижения в области молекулярной биологии и информатики уже позволяют ученым создавать то, что считалось невозможным еще десятилетие назад. Этим невозможным является полная трехмерная математическая модель, охватывающая целиком живую клетку и ее функционирование вплоть до молекулярного и атомарного уровня, над созданием которой работают сейчас ученые из Канзасского университета, университета Лихай, Бостонского университета, Научно-исследовательского института Скриппса и университета Флориды. И скорое завершение создания этой модели будет означать наступление новой эры в области биологических исследований и медицины.
«Клетки — это основа всех известных нам форм жизни. И только в последнее время мы добились значительных успехов в понимании жизни на молекулярном уровне, что позволит нам создать высокоточные трехмерные математические модели» — рассказывает Илья Вэксер (Ilya Vakser), профессор биологии из Канзасского университета, — «Если раньше мы пытались создавать модели каких-либо отдельных частей живой клетки, то сейчас акцент переносится на большие биологические системы, системы масштаба целой клетки».
В своей работе ученые используют достаточно широкий набор различных методов и знаний для составления модели клетки, включая результаты исследований биологических цепей, автоматическое построение трехмерных моделей по имеющимся экспериментальным данным, моделирование сложных белков, прогнозирование взаимодействий и превращений белковых молекул, термодинамические и кинематические свойства клеточных мембран и моделирование функционирования хромосом.
«Создание полной модели клетки преследует две основных цели» — рассказывает Илья Вэксер — «Во-первых, эта модель обеспечить нам фундаментальное понимание того, как работает клетка. Ведь никто не может утверждать, что он полностью понимает какое-то явление, пока он не сможет смоделировать это. Таким образом, математическая модель даст нам понимание основных принципов жизни в масштабе одной клетки».
«Во-вторых, с практической точки зрения, новая модель даст нам возможность изучения основных механизмов, которые обуславливают распространение и влияние на клетку различных заболеваний. Такая возможность, в свою очередь, позволит значительно упростить и ускорить работы по разработке новых лекарственных препаратов, которые будут обладать повышенной эффективностью по сравнению с препаратами, разработанными традиционным путем».
Источник: