κυτταροΑμερικανοί επιστήμονες ολοκλήρωσαν το πρώτο υπολογιστικό μοντέλο ενός έμβιου οργανισμού. Το επίτευγμα θεωρείται ένα πολύ σημαντικό βήμα στο πεδίο της υπολογιστικής βιολογίας, καθώς οι ερευνητές ανέπτυξαν το πρώτο λογισμικό που αντιγράφει και προσομοιώνει πλήρως ένα μικροοργανιαμό. Πρόκειται για το μονοκύτταρο παρασιτικό βακτήριο Mycoplasma genitalium, το οποίο ζει στο γεννητικό και το αναπνευστικό σύστημα του ανθρώπου και θεωρείται το μικρότερο βακτήριο στον κόσμο.

Οι ερευνητές του πανεπιστημίου Στάνφορντ και του Ινστιτούτου Κρεγκ Βέντερ, με επικεφαλής τον καθηγητή βιοτεχνολογίας Μάρκους Κάβερτ, που δημοσίευσαν τη σχετική μελέτη στο περιοδικό βιολογίας Cell, κατέγραψαν κάθε μοριακή δράση και αντίδραση που λαμβάνει χώρα κατά τον κύκλο ζωής του εν λόγω παθογόνου μικροοργανισμού (σε επίπεδο DNA, RNA, πρωτεϊνών κ.α.). Στη συνέχεια, με τη βοήθεια 128 συνδεδεμένων ηλεκτρονικών υπολογιστών, προσομοίωσαν ψηφιακά αυτές τις αλληλεπιδράσεις, δημιουργώντας έναν εικονικό (virtual) μονοκυτταρικό οργανισμό, χρησιμοποιώντας προς τούτο μία πληθώρα παραμέτρων και αλγορίθμων.

Χάρη σε αυτή το επίτευγμα, που αντικατοπτρίζει σε σημαντικό βαθμό στην οθόνη την πραγματική ζωή και συμπεριφορά του βακτηρίου, επιτεύχθηκε σημαντική πρόοδος για την χρησιμοποίηση της τεχνικής του σχεδιασμού με τη βοήθεια υπολογιστή (Cad-Aided Design ή CAD) στα πεδία της βιοτεχνολογίας και της ιατρικής πλέον και όχι μόνο, όπως μέχρι τώρα, στη ναυπηγική, τις κατασκευές, την μηχανολογία κ.α.

Οι επιστήμονες έχουν πλέον στα χέρια τους ένα πλήρες μοντέλο (λογισμικό) ενός οργανισμού, πράγμα που, μεταξύ άλλων, θα τους βοηθήσει να μελετήσουν και να κατανοήσουν καλύτερα τις διάφορες βιολογικές διαδικασίες σε κυτταρικό επίπεδο (δυναμική πρωτεϊνών, εντοπισμός νέων λειτουργιών των γονιδίων κ.α.), να επέμβουν σε αυτές και έτσι να πετύχουν πιο αποτελεσματική διάγνωση και θεραπεία μιας ασθένειας. Μεταξύ άλλων, χάρη στο νέο λογισμικό θα καταστεί ταχύτερη και πιο ολοκληρωμένη η έρευνα νέων φαρμάκων και γονιδιακών θεραπειών.

Το Mycoplasma genitalium, που μεταδίδεται με τη σεξουαλική επαφή, έχει το μικρότερο γονιδίωμα από κάθε άλλο οργανισμό που ζει αυτόνομα, καθώς διαθέτει μόνο 525 γονίδια έναντι 4.288 γονιδίων του E.coli, του πιο ευρέως μελετημένου βακτηρίου από τους επιστήμονες. Ακριβώς λόγω του λιγοστού γενετικού υλικού του, το εν λόγω μυκόπλασμα έχει γίνει τελευταία στόχος αρκετών επιστημονικών ερευνών στο πεδίο της βιοτεχνολογίας, μεταξύ άλλων από το Ινστιτούτο του Κρεγκ Βέντερ, που παρουσίασε το πρώτο συνθετικό χρωμόσωμά του το 2009.

Στο βάθος όλων αυτών των προσπαθειών, μολονότι θα χρειαστούν πολλά χρόνια (αν ποτέ καταστεί όντως εφικτό), βρίσκεται το όραμα μερικών επιστημόνων για ένα υπολογιστικό μοντέλο που θα προσομοιώνει ψηφιακά έναν ολόκληρο πολυκύτταρο οργανισμό - και ίσως τον ίδιο τον άνθρωπο. Όμως τα πράγματα δεν αναμένονται καθόλου εύκολα. Όπως είπαν οι αμερικανοί ερευνητές, το λογισμικό (υπολογιστικό μοντέλο) ακόμα και του πιο απλού οργανισμού εξαντλεί τα όρια των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Σήμερα, η προσομοίωση μίας και μόνο διαίρεσης ενός κυττάρου του μυκοπλάσματος απαιτεί περίπου δέκα ώρες επεξεργασίας από τους υπολογιστές και δημιουργεί μισό gigabyte δεδομένων. Είναι προφανές ότι με αυτό το ρυθμό δεν μπορούν οι επιστήμονες να προσχωρήσουν πολύ πέρα από την προσομοίωση ενός μοναδικού κυττάρου!

Δημοφιλή

«Αθάνατο» φυτό ζει 40 χρόνια σε μπουκάλι χωρίς αέρα και νερό!
Πώς λειτουργεί αυτός ο παράξενος «κήπος» και το καταπράσινο φυτό συνεχίζει εδώ
Το διαζύγιο του χωροχρόνου
Είστε έτοιμοι για τη μαζική κρυφή πραγματικότητα που υπόσχεται η υπερσυμμετρία;
Daniel Cohn-Bendit (Ελληνικοί υπότιτλοι)
Ο Ντανιέλ Κον-Μπεντίτ είναι Γερμανός πολιτικός, γαλλογερμανικής καταγωγής και
Everything is OK
Η ομάδα του Everything is OK σε ένα κολάζ από διάφορες περιπέτειες τους
Ο μικρότερος ηλεκτροκινητήρας του κόσμου αποτελείται από ένα και μόνο μόριο
Χημικοί του πανεπιστημίου Tufts κατασκεύασαν το μικρότερο ηλεκτρικό μοτέρ στον
Χάρρυ Κλυνν: Είμαστε Έλληνες ρε;
Πείτε μου τι στο διάολο είμαστε και ανεχόμαστε αυτόν τον... αρχιηλίθιο, αυτό το
Τεχνητή ωοθήκη
Την πρώτη τεχνητή ωοθήκη δημιούργησαν ερευνητές του Πανεπιστημίου Μπράουν
Σοφία Σακοράφα: Ο Γιώργος Παπανδρέου υπηρετεί συγκεκριμένο σχέδιο...
Eίναι τούτη η ώρα της ευθύνης για το νέο ΕΑΜ! Η προσφυγή στο ΔΝΤ με
Το μοναδικό συμπέρασμα
pasok
Ας είμαστε ειλικρινείς. Τα αποτελέσματα των τελευταίων δημοσκοπήσεων που δίνουν
Νίκησε τον «υπέροχο άνθρωπο»
Τριάντα οκτώ άτομα της μυστηριώδους αντιύλης είχαν για ένα κλάσμα του
Το αεροπλάνο που κουνά τα φτερά του
Χρησιμοποιώντας προηγμένα υλικά, ο 28χρονος Todd Reichert κατασκεύασε το
Λιάνα Κανέλλη
Με ανατρίχιασε...    
Τι έλεγε ο Γιωργάκης προεκλογικά
?????????? ?????
Είμαι εδώ για να σας πω ρεαλιστικά, πως μπορούμε να αλλάξουμε τα
Δήλωση του Ούγκο Τσάβες (Ιούλιος 2010)
Με ρωτάτε γιατί στείλαμε φυλακή όσα στελέχη μας κλέψανε; Γιατί κλέψανε!

Τελευταία Άρθρα

"Η μάχη των Αθηνών" - Μία έντιμη επανάσταση στο Tennessee
"Η μάχη των Αθηνών" - Μία έντιμη επανάσταση στο Tennessee
Μία πόλη που ιδρύθηκε το 1822 στο McMinn County,
Το σκουλήκι που αποκεφαλίζεται αλλά τα θυμάται όλα
Το σκουλήκι που αποκεφαλίζεται αλλά τα θυμάται όλα
Βοστόνη, Μασαχουσέτη H Μαρία Αντουανέτα, θύμα της
Οι Ρώσοι σχεδιάζουν αποικία στη Σελήνη
Οι Ρώσοι σχεδιάζουν αποικία στη Σελήνη
Την εκτόξευση δύο συσκευών καθόδου στη Σελήνη,
Πιο κοντά στους κβαντικούς υπολογιστές
Πιο κοντά στους κβαντικούς υπολογιστές
Το περσινό βραβείο Nobel Φυσικής (2012)
Γιατί δεν σέβομαι την θρησκεία σου και τους εκπροσώπους της
Γιατί δεν σέβομαι την θρησκεία σου και τους εκπροσώπους της
Έπινα ένα κόκκινο κρασί και άκουγα jazz με έντονο