Создана компьютерная модель бактерии

01.08.2012

Исследователи из Стэнфордского университета и Института Крейга Вентера заявили в пятницу через журнал Cell, что им удалось создать полную компьютерную модель бактерии и проследить на молекулярном уровне весь ее жизненный цикл между делениями.

За образец была взята патогенная бактерия Mycoplasma genitalium, та самая, которую сотрудники Института Крейга Вентера использовали в 2008-м году для создания искусственной хромосомы. Причина выбора проста - это бактерия с самым маленьким в мире геномом, состоящим всего из 525 генов. Однако и этот, простейший из простейших, живой организм потребовал для своей компьютерной виртуализации совместной работы 128 мощных компьютеров.

Хотя сами исследователи интерпретируют то, что они сделали, как "первый драфт", первый черновик M.genitalium, это был несомненно полностью "живой" одноклеточный организм, содержащий 28 видов взаимодействующих между собой молекул - РНК, ДНК, белков и маленьких молекул, называемых метаболитами - продуктов клеточной жизнедеятельности. Любопытно, что жизненный цикл бактерии вплоть до ее деления занял 9-10 часов машинного времени. Примерно такое же время M.genitalium живет и в реальном мире.

Работа стэнфордской команды уже признана серьезным прорывом в очень юном научнном направлении - компьютерной биологии. Компьютерные модели клеток создаются в различных лабораториях уже около десяти лет, но все это очень приблизительные модели, способные описывать лишь небольшое количество функций и включающие в себя работу лишь части генов.

Сейчас перед исследователями стоит следующая, на первый взгляд почти невыполнимая задача - создать модель бактерии Escherichia coli, которая участвует в подавляющем большинстве микробиологических экспериментов. Ее ДНК состоит из 4288 генов, она делится каждые 20-30 минут и по количеству молекулярных взаимодействий на порядки обгоняет M.genitalium. Доцент биоинженерии Маркус Коверт, возглавляющий исследование, заявляет что виртуальная E. Coli будет создана его группой через два года.

<< Назад: Вселенная под угрозой темной энергии 02.08.2012

>> Вперед: В борьбе с гриппом помогут растения 31.07.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Уязвимость USB-устройств 09.08.2014 Немецкие эксперты обнаружили во всех USB-устройствах фундаментальную уязвимость. При заражении устройства пользователю придется попросту выкинуть его, поскольку вредоносный код будет находиться непосредственно в чипе, отвечающем за его работу. До этого контроллера не может добраться ни один антивирус. Инструментом хакера может стать любое USB-устройство: мышь, флешка, клавиатура, внешний жесткий диск, или даже смартфон, подключенный через USB-интерфейс. Об этом предупреждают Жакоб Лел (Jakob Lell) и Карстен Ноль (Karsten Nohl), эксперты германской консалтинговой фирмы Security Research Labs. По утверждению экспертов, каждое периферийное USB-устройство включает чип - контроллер интерфейса, - который легко может быть перепрошит. Не существует никакой защиты, которая могла бы воспрепятствовать этому действию. После перепрошивки USB-контроллера, злоумышленник может, к примеру, эмулировать USB-клавиатуру, после чего вводить от лица пользователя команды и устанавливать вредоносное программное обеспечение, проникнуть в сетевую плату с целью изменения DNS, чтобы весь интернет-трафик протекал через узел хакера, или запустить вирус в операционную систему прямо в ходе загрузки ПК (при условии, что скомпрометированное устройство в этот момент будет подключено к нему). "На сегодняшний день у нас нет информации об эффективных методах защиты от подобных атак", - говорят Лел и Ноль. Установленный на ПК антивирус никогда не узнает, что прошивка контроллера была изменена, поскольку он попросту не имеет доступа к этому чипу. Фаерволы, которые могли бы блокировать USB-устройства определенного класса, пока что не существуют. И даже технологии поведенческого анализа в подобном случае не подходят, поскольку эмуляция другого устройства будет воспринята всего лишь как смена устройства самим пользователем. Эксперты считают, что если система окажется заражена таким способом, проблему будет очень трудно устранить. Даже переустановка ОС не поможет избавиться от вирусов, поскольку они будут находиться внутри контроллеров, а не на жестком диске с системными файлами. Вирус может также заразить и другие устройства, которые подключены к ПК через интерфейс USB, к примеру, веб-камеру или акустическую систему. "После заражения ПК всем периферийным устройствам, которые подключены к нему через USB-интерфейс, уже никогда нельзя будет доверять", - делают вывод эксперты. На конференции Black Hat, которая пройдет в Лас-Вегасе (США), исследователи планируют представить доклад, посвященный обнаруженной уязвимости нового типа.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025