細(xì)胞內(nèi)單分子運(yùn)動的成像方法
發(fā)布時間: 2010/6/11 點(diǎn)擊次數(shù): 1420次
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隨著熒光顯微鏡觀察技術(shù)的飛速發(fā)展,如今科學(xué)家已發(fā)現(xiàn):一個分子單位的波動及運(yùn)動對生命機(jī)能具有重要作用,為了正確理解生命機(jī)能,必須要了解細(xì)胞內(nèi)分子的運(yùn)動和波動。
從微生物到人類,所有的生命活動都是由細(xì)胞內(nèi)活體分子間的連續(xù)反應(yīng)——“生化學(xué)網(wǎng)絡(luò)”的活動而起源的。精密模擬、預(yù)測“生化學(xué)網(wǎng)絡(luò)”一舉一動的細(xì)胞模擬是正確理解生命活動、應(yīng)用和發(fā)展的重要基礎(chǔ)技術(shù)。目前應(yīng)用的細(xì)胞模擬大都僅能表現(xiàn)存在于細(xì)胞內(nèi)的分子互相作用的電路圖、分子數(shù)量增減的“網(wǎng)絡(luò)模式”以及表現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)各處平均濃度差別的“濃度平均場模式”,并不考慮細(xì)胞內(nèi)單個分子的運(yùn)動。
日本理化學(xué)研究所公布,該研究所基干研究所生化模擬研究小組高橋恒一組長與荷蘭科學(xué)家共同開發(fā)出一種創(chuàng)新型模擬法。這種模擬法能夠把細(xì)胞內(nèi)單個分子的運(yùn)動精密地再現(xiàn)出來。
研究小組開發(fā)出的高性能粒子反應(yīng)擴(kuò)散計(jì)算方法,能使以年為單位的計(jì)算時間縮短為數(shù)日,并且在原理上沒有系統(tǒng)誤差。因而實(shí)現(xiàn)了世界上細(xì)胞規(guī)模的單個分子運(yùn)動的精密模擬。新的計(jì)算方法將應(yīng)用在日本正在開發(fā)的下一代超級計(jì)算機(jī)上,以期望進(jìn)一步解讀細(xì)胞癌化的機(jī)理,通過對干細(xì)胞分化的預(yù)測和控制,在再生醫(yī)療領(lǐng)域有所突破。此外,通過對有用微生物的設(shè)計(jì),也可能找到解決環(huán)境問題和能源問題的突破口。 |
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