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細胞內(nèi)單分子運動的成像方法

2010年03月02日 16:06:56人氣:313來源:

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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動對生命機能具有重要作用,為了正確理解生命機能,必須要了解細胞內(nèi)分子的運動和波動。

 


從微生物到人類,所有的生命活動都是由細胞內(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)用的細胞模擬大都僅能表現(xiàn)存在于細胞內(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)細胞內(nèi)各處平均濃度差別的“濃度平均場模式”,并不考慮細胞內(nèi)單個分子的運動。

 


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胞內(nèi)單個分子的運動精密地再現(xiàn)出來。

 


研究小組開發(fā)出的高性能粒子反應(yīng)擴散計算方法,能使以年為單位的計算時間縮短為數(shù)日,并且在原理上沒有系統(tǒng)誤差。因而實現(xiàn)了世界上細胞規(guī)模的單個分子運動的精密模擬。新的計算方法將應(yīng)用在日本正在開發(fā)的下一代超級計算機上,以期望進一步解讀細胞癌化的機理,通過對干細胞分化的預(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,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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