计算机模拟揭示癌症预防

时间:2012-11-10   来源:   网友评论:0   人气: 219 作者: Ian Armas Foster

致癌物质似乎是无处不在,从汽车排气二手烟。癌症患者死亡的第二大原因,在美国,研究各种致癌物质,对预防癌症从发展中国家可能是第一步。现在,在纽约大学的研究人员的帮助下,HPC可以给我们必要的手段来抑制癌症的发展

高性能计算资源,帮助研究人员模型癌变那些空气中的化学物质,称为多环芳香烃(PAH),其效果在人类细胞中的DNA链上。致癌物质,或化学物质,在这样一种方式,细胞复制失控导致肿瘤细胞的DNA,进行操作,可以分为两类。一些化学物质破坏的实际的DNA链,使它们更容易抵御。然而,其他人建立更紧密的债券之间的股比之间存在正常的DNA,使它们特别有效的传播自己的。

作为SUSE Broyde,在纽约大学的生物学教授说,“有些病变会导致DNA在本地不稳定,但也有病变,稳定的DNA,使两股很大的困难外,有时,他们甚至更稳定未损坏的DNA。“

高性能计算的过程中,确定哪些致癌物操纵DNA,以便有效地提供了便利Broyde的实验室使用的Longhorn,龙星,游侠在德克萨斯高级计算中心(TACC)的系统来执行这些模拟中,以及在极端科学与工程学院发现环境与资源。
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关键就是范德华力,在化学的力量决定化学物质是如何相互影响的,在原子水平。
这些部队的建模将使本集团的洞察力,对一个特定的致癌物质有关的DNA链,以及涉及的能量移动。

“你可以制作电影,让你可以看到真正的移动性对整个系统的动态轨迹,”Broyde说。的分辨率,以及特定的化学反应与DNA。“你可以看动态移动和致癌物质和DNA弯曲和骨干,这是不是刚性的 - 你可以看到它的存活性。”

这些复杂的力量和互动模型是不小的壮举,因为它是必要的,以争取经过一段时间的坐标结构。Broyde的团队需要确定的分子动力学模拟。这是TACC走了进来。

使用TACC的资源,玉琴,蔡,一个博士后研究的科学家在Broyde的实验室,开发出了一系列的计算机模拟。蔡与HPC相结合的工作让每个模拟是正确的可视化和分析。“计算机模拟显示,含有PAH-源性病变的DNA的结构,充满活力和动态特性,说:”Broyde。

经过模拟三种不同的致癌物质两种不同的配置,Broyde的团队二苯并[A,L]芘是最有可能导致肿瘤。特定的致癌物质据以Broyde,包含一个五元环结构,本身容易“叠加”,人为地稳定了DNA,并解除其修复机制。

确定的致癌物质构成最大的风险是很重要的预防医学,医生提醒患者,尤其是,他们应该更谨慎周围Broyde指出,在吸烟者的情况下,化学品。这项研究也可能导致更有效的化疗药物的发展。

原文

http://www.hpcwire.com/hpcwire/2012-11-07/computer_simulations_shed_light_on_cancer_prevention.html

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