پژوهشگران آمریکایی موفق به تولید نرمافزاری شدهاند که نسبت به نرمافزارهای موجود قابلیت و توانمندیهای بیشتری دارد. آنها امیدوارند که این نرمافزار بتواند برای مطالعه ساختارهای RNA مفید باشد.
تولید نرمافزاری با قدرت تفکیک بالا برای مطالعات زیستی
مدلسازی کامپیوتری یکی از عناصر کلیدی در فناوری نانو و نانوزیست فناوری است. از سوی دیگر توانایی استفاده از مدلها برای پیش بینی ساختار زیست مولکولها برای طراحی این مولکولها ضروری است. اما بیشتر نرمافزارهای مدلسازی دارای دو ویژگی مختلف هستند که این دو ویژگی با هم در رقابتاند: نرمافزارها یا برای مصارف کاملا عمومی نوشته میشوند که در این صورت قدرت تفکیک بالایی دارند یا برای یک موضوع مشخص و اختصاصی نوشته میشوند که در این صورت تنها به بررسی یک جنبه خاص میپردازد.
پژوهشگران دانشگاه استنفورد موفق به تولید الگوریتمی شدهاند که قادر است مدلسازیهای کامپیوتری را برای مقیاس نانو انجام داده و در عین حال که قدرت تفکیک بالایی دارد نیاز به محدودسازی عملکرد آن نیست.
یکی از چالشهای همیشگی در تولید نرمافزار درجه آزادی بوده است. باید الگوریتمها به شکلی باشند که قابل استفاده در همه حوزهها بود و همچنین بتوان پارامترهای دلخواه متعددی را در آن تعیین کرد. این گروه تحقیقاتی برای تولید چنین نرمافزاری از یک برنامه که پیش از این موجود بوده، تحت عنوان MOSAICS، استفاده کردند. آنها یک بخش اضافه برای این نرمافزار نوشتند که موجب میشود در هر کاربرد بتواند درجه آزادی مورد نظر خود را به سیستم بیافزاید. در پایان نیز الگوریتم دیگری برای درک برهمکنش میان درجه آزادیهای سیستم به آن افزوده شد.
میناری از محققان این پروژه میگوید از دیگر مزیتهای این نرمافزار آن است که شرایط فضای فازی مختلف در آن صدق میکند، هرچند برای بهبود آن نیاز به تحقیقات بیشتر است. سیم از دیگر محققان این پروژه میگوید ما قصد داریم از این نرمافزار برای بررسی انعطافپذیری اتصالات RNA استفاده کنیم و از آن برای پیشبینی سیستمهای RNA بزرگ بهره بگیریم. موضوع انعطافپذیری، پایداری، شکل وکج شدگی احتمالی نانوساختارها در حوزه پزشکی بسیار مهم است. این موارد نقش مهمی در سم شناسی نانوساختارها دارد.
سیم میافزاید این نرمافزار هنوز وابسته به کیفیت میدان نیروی مورد استفاده در سیستم است. این تیم تحقیقاتی اکنون توانایی بیشتری برای مطالعه این ویژگیها بهصورت مجازی دارد. فناوریهای متعددی وجود دارد که میتواند از این سیستم استفاده کند برای مثال میتوان از آن برای طراحی و تولید پروتئینها و اسیدهای نوکلئیک جدید استفاده کرد. این گروه تحقیقاتی مایل است ابزارهایی برای آنالیز NMR, FRET, SAXS, X-Ray تولید کند.
نتایج این تحقیق در قالب مقالهای تحت عنوان Modeling and design by hierarchical natural moves در نشریه PNAS به چاپ رسیده است.
