Znajdź nas na:

cellPACK – modelowanie i wizualizacja struktur biologicznych

20.12.2014

cellPACK umożliwia tworzenie komputerowych modeli struktur biologicznych w skali 10-10 nm. Narzędzia tego systemu pozwalają na wizualizację oraz analizę trójwymiarowych modeli, poprzez integracje danych pochodzących z wielu eksperymentalnych systemów biologicznych. cellPACK jest dostępny w trybie otwartym, do tworzenia modeli w pięciu układach biologicznych: osocze krwi, cytoplazma, pęcherzyki synaptyczne, HIV oraz komórki mykoplazmy.

cellPACK to narzędzie wykorzystujące dane biologiczne do tworzenia modeli 3D struktur komórkowych, złożonych z milionów cząsteczek składowych. Dodatkowo, oferowany pakiet umożliwia przechowywanie, wizualizację, analizę i interakcje z wynikami innych modeli, które są dostępne dla różnych odbiorców. cellPACK stanowi bazę danych poszczególnych cząsteczek mezoskali oraz przykładów modeli strukturalnych dla każdego z nich.

– Zakres mezoskali obejmuje struktury biologiczne, które wahają się od 10 do 100 nanometrów – tłumaczy prof. Arthur Olson z Zakładu Zintegrowanej Biologii Doświadczalnej i Obliczeniowej, Scripps Research Institute, San Diego. –  Do struktur mieszczących się w tym zakresie można zaliczyć: wirusy, organelle komórkowe, duże kompleksy molekularne i inne wewnątrzkomórkowe składniki środowiska komórkowego.

Narzędzie to ma dodatkowe systemy umożliwiające przestrzenne upakowanie cząsteczek wewnątrz komórki do stworzenia optymalnego modelu. Poszczególne składniki są w stochastyczny sposób pakowane w specyficzne struktury zapewniające przestrzenne ułożenie. Każdy ze składników ma określenie jego właściwości oraz możliwości oddziaływania z innymi cząsteczkami. Umożliwia to stworzenie listy potencjalnych połączeń oraz możliwości upakowania w pożądaną strukturę. Do uzyskania tego potrzebna jest głęboka analiza oraz przeprowadzenie wielu symulacji obrazujących potencjalne struktury dla oddziaływania pomiędzy poszczególnymi cząsteczkami składowymi.

- Oprogramowanie wykorzystuje dane strukturalne  mezoskalowego środowiska, mogące zawierać struktury atomowe na poziomie pojedynczych cząsteczek biologicznych (białek, DNA, RNA, itp), mikroskopijne struktury molekularne,  kształty oraz rozmieszczenie organelli komórkowych, jak i genomowe oraz białkowe dane opisujące poziom ekspresji poszczególnych składników molekularnych i ich względną ilość lub stężenie w środowiskach komórkowych – wyjaśnia prof. Arthur Olson. -  cellPACK wykorzystuje następnie wszystkie te informacje do syntezy jednego lub więcej modeli 3D, zgodnych statystycznie z wszystkim dostępnymi informacjami.

 Zastosowanie w tym przypadku specyficznych algorytmów usprawnia oraz ułatwia przeprowadzenie procedur powiązanych z modelowaniem oraz wizualizacją. - cellPACK jest wiele tysięcy bardziej wydajny od ręcznego tworzenia modeli – podkreśla prof. Arthur Olson. -  Kilka lat temu, zajęło mi parę tygodni stworzenie modelu osocza krwi. cellPACK umożliwia jego stworzenie w kilka sekund, przy zastosowaniu tych samych informacji. Uważam, że tworzenie takich modeli symulacyjnych stanowiło „wąskie gardło” w zakresie symulacji dużych, dynamicznych systemów. cellPACK może usunąć ten efekt, umożliwiając wiele jednoczesnych symulacji z wykorzystaniem statystycznie poprawnych modeli tego samego systemu.

 

Paulina Kopa

Źródła:

  1. http://www.cellpack.org/home
  2. “cellPAcK: a virtual mesoscope to model and visualize structural systems biology” Graham T Johnson, Ludovic Autin, Mostafa Al-Alusi, David S Goodsell, Michel F Sanner & Arthur J Olson; Nature Methods, December 2014
  3. “3D molecular models of whole HIV-1 virions generated with cellPACK” Johnson GTGoodsell DSAutin LForli SSanner MFOlson AJ.  Faraday Discuss. 2014;169:23-44.
Komentarze napędza: Disqus

Pasaż laboratoryjny

articles

Laboratoria w Polsce

Mając na względzie ochronę i bezpieczeństwo Twoich danych osobowych, firma Bio-Tech Media sp. z o.o., przykładając szczególną wagę do ich ochrony, dostosowała swoje zasady ich przetwarzania do obowiązującego od dnia 25 maja 2018 roku Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) z dnia 27 kwietnia 2016 r. nr 2016/679

Nasza zaktualizowana polityka prywatności wprowadza wszystkie pozytywne zmiany, w tym sposób, w jaki zbieramy, przetwarzamy i przechowujemy Twoje dane osobowe. Przedstawia sposób, w jaki możesz się z nami skontaktować, aby skorzystać z przysługujących Ci praw.

W tej chwili nie musisz podejmować żadnych działań, ale jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, zapoznaj się z naszą polityką prywatności.

Zapoznaj się z naszą polityką prywatności ›
Rozumiem