Силико - In silico

Басқа мақсаттар үшін қараңыз Силиконмен (айыру).
Синтетикалық орман пирамидалық дендриттер құрылған кремнийде қолдану Кажаль нейрондық тармақталу заңдары

Силико (Жалған латын үшін «in кремний «, компьютерлік чиптерге арналған кремнийді жаппай қолдануға сілтеме жасау)» компьютерде немесе арқылы орындалатын «мағынасын білдіреді компьютерлік модельдеу «биологиялық эксперименттерге сілтеме жасай отырып. Бұл фраза 1987 ж. сілтеме ретінде пайда болды Латын сөз тіркестері in vivo, in vitro, және орнында, әдетте олар қолданылады биология (тағы қараңыз) жүйелік биология ) және сәйкесінше тірі организмдерде, тірі организмдерден тыс жерлерде және олар табиғатта кездесетін эксперименттерге сілтеме жасаңыз.

Тарих

Бұл тіркестің алғашқы қолданылуы - болды Кристофер Лангтон жасанды өмірді сипаттау үшін, осы тақырыптағы семинарды Сызықтық емес зерттеулер орталығында жариялау Лос-Аламос ұлттық зертханасы 1987 ж.[1][2] Өрнек кремнийде тұңғыш рет компьютерде жүргізілген биологиялық эксперименттерді сипаттау үшін 1989 жылы, Нью-Мексико штатындағы Лос-Аламос қаласындағы «Ұялы автоматтар: теория және қолданбалар» шеберханасында математик Педро Мирамонтес қолданылды. Мексиканың Ұлттық Автономиялық Университеті (UNAM), есепті ұсына отырып »ДНҚ және РНҚ Физико-химиялық шектеулер, жасушалық автоматтар және молекулалық эволюция «. Кейінірек бұл жұмысты Мирамонтес өзіне ұсынды PhD докторы диссертация.[3]

Силикон құрамында қолданылған ақ қағаздар Еуропалық Қоғамдастық Комиссиясының бактериялық геномдық бағдарламаларын құруды қолдау үшін жазылған. «Силикон түрінде» пайда болатын алғашқы сілтеме қағазды a жазған Француз команда 1991 ж.[4] Бірінші сілтеме жасалған кітап тарауы, онда «кремнийде1990 жылы Ханс Б. Зибург жазған және Санта-Фе Институтындағы кешенді жүйелер бойынша жазғы мектеп кезінде ұсынылған.[5]

«Силикондағы» деген тіркес бастапқыда тек табиғи немесе зертханалық процестерді модельдейтін компьютерлік модельдеуге қатысты болды (барлық жаратылыстану ғылымдарында) және компьютердің жалпы есептеулеріне сілтеме жасамады.

Виртуалды скринингпен есірткіні табу

Негізгі мақала: виртуалды скрининг

Силико медицинада оқудың зертханалық жұмыстар мен клиникалық сынақтарға деген қажеттілігін азайта отырып, ашылу жылдамдығын тездетуге мүмкіндігі бар деп саналады. Бұған жетудің бір жолы - есірткіге үміткерлерді тиімдірек өндіру және скринингтен өткізу. Мысалы, 2010 жылы ақуызды қондыру алгоритмін EADock қолдану арқылы (қараңыз) Протеин-лигандты қондыру ), зерттеушілер қатерлі ісікпен байланысты ферменттің әлеуетті ингибиторларын тапты кремнийде. Кейінірек молекулалардың елу пайызы белсенді ингибиторлар болып шықты in vitro.[6][7] Бұл тәсіл қымбатты қолданудан ерекшеленеді өнімділігі жоғары скрининг Күніне мыңдаған әр түрлі қосылыстарды физикалық түрде тексеретін робот-зертханалар, көбінесе болжамды соққы жылдамдығы 1% немесе одан аз болады, әрі қарайғы тестілеуден кейін шын мәнінде аз болады (қараңыз) есірткіні табу ).

Жасуша модельдері

Ұялы тәртіптің компьютерлік модельдерін құруға күш салынды. Мысалы, 2007 жылы зерттеушілер силико моделін жасады туберкулез есірткіні табуға көмектесу, оның негізгі пайдасы оның өсу жылдамдығының нақты уақыттағы жылдамдығынан жылдамырақ, қызықтыратын құбылыстарды бірнеше ай ішінде емес бірнеше минут ішінде байқауға мүмкіндік береді.[8] Өсу циклі сияқты белгілі бір ұялы процесті модельдеуге бағытталған көп жұмыс табуға болады Caulobacter crescentus.[9]

Бұл әрекеттер жасушаның бүкіл мінез-құлқының нақты, толық болжамды компьютерлік моделінен әлдеқайда қысқа. Түсінудегі шектеулер молекулалық динамика және жасуша биологиясы Компьютерде жұмыс істейтін қолда бар қуаттың болмауы силиконды қатерлі ісіктерді зерттеуде өте маңызды болып табылатын силиконды жасушалар модельдеріндегі пайдалы болып табылатын шектеулерді жеңілдетеді.[10]

Генетика

Сандық генетикалық тізбектер алынған ДНҚ секвенциясы ішінде сақталуы мүмкін мәліметтер базасы, талданыңыз (қараңыз) Тізбектік талдау ), сандық түрде өзгертілген немесе жаңа нақты ДНҚ-ны құру шаблоны ретінде қолданылған болуы керек жасанды ген синтезі.

Басқа мысалдар

Компьютерлік модельдеудің силикондық технологиялары келесіде қолданылған:

Сондай-ақ қараңыз


Әдебиеттер тізімі

  1. ^ «Google Groups». groups.google.com. Алынған 2020-01-05.
  2. ^ Хамерофф, С.Р (2014-04-11). Шекті есептеу: биомолекулалық сана және нанотехнология. Elsevier. ISBN  978-0-444-60009-7.
  3. ^ Miramontes P. (1992) Автоматтық ұялы байланыс режимі және ядролық ядролық режим [Нуклеин қышқылдарының эволюциясының жасушалық автомат моделі]. PhD диссертация. UNAM.
  4. ^ Данчин, А; Medigue, C; Гаскуэль, О; Солдано, Н; Hénaut, A (1991), «Деректер банктерінен мәліметтер базасына дейін», Микробиологиядағы зерттеулер, 142 (7–8): 913–6, CiteSeerX  10.1.1.637.3244, дои:10.1016 / 0923-2508 (91) 90073-J, PMID  1784830
  5. ^ Зигбург, Х.Б. (1990), «Физиологиялық зерттеулер кремнийде", Күрделілік туралы ғылымдар, 12: 321–342
  6. ^ Рориг, Уте Ф.; Авад, Loay; Grosdidier, AuréLien; Ларриеу, Пьер; Строобант, Винсент; Колау, Дидье; Церундоло, Винченцо; Симпсон, Эндрю Дж. Г. т.б. (2010), «Индоламин 2,3-диоксигеназа ингибиторларының ұтымды дизайны», Медициналық химия журналы, 53 (3): 1172–89, дои:10.1021 / jm9014718, PMID  20055453
  7. ^ Людвиг онкологиялық зерттеулер институты (2010 ж., 4 ақпан). Қатерлі ісікті емдеудің жаңа есептеу құралы. ScienceDaily. 12 ақпан 2010 шығарылды.
  8. ^ Суррей университеті. 25 маусым 2007 ж. Silico Cell-де туберкулезге қарсы есірткіні табуға арналған. ScienceDaily. 12 ақпан 2010 шығарылды.
  9. ^ Li, S; Бражник, П; Собрал, Б; Тайсон, Дж (2009). «Caulobacter crescentus ішіндегі асимметриялық жасушалардың бөліну циклін уақытша бақылау». PLOS Comput Biol. 5 (8): e1000463. Бибкод:2009PLSCB ... 5E0463L. дои:10.1371 / journal.pcbi.1000463. PMC  2714070. PMID  19680425.
  10. ^ Жан Квартие, Клер; Жанквартье, Флер; Юрисица, Игорь; Хольцингер, Андреас (2018). «3R-ге қатысты силикон қатерлі ісігін зерттеуде». Springer / Nature BMC қатерлі ісігі. 18 (1): e408. дои:10.1186 / s12885-018-4302-0. PMC  5897933. PMID  29649981.
  11. ^ Афанилея, Теодорос; т.б. (2011). «Клиникалық сынақтарды имитациялауға арналған торлы технологияларды пайдалану: силико-сәулелік онкологиядағы парадигма». СИМУЛЯЦИЯ: Халықаралық модельдеу және симуляция қоғамының транзакциялары. 87 (10): 893–910. дои:10.1177/0037549710375437. S2CID  206429690.
  12. ^ Лю, У; Кульман, Б (2006 ж. Шілде), «Протеин дизайны үшін RosettaDesign сервері», Нуклеин қышқылдарын зерттеу, 34 (Веб-сервер мәселесі): W235–8, дои:10.1093 / nar / gkl163, PMC  1538902, PMID  16845000
  13. ^ Дантас, Гаутам; Кульман, Брайан; Callender, David; Вонг, Мишель; Бейкер, Дэвид (2003), «Ақуыздарды есептеудің үлкен масштабты сынағы: толығымен қайта жасалған тоғыз глобулярлы ақуыздардың қатпарлануы және тұрақтылығы», Молекулалық биология журналы, 332 (2): 449–60, CiteSeerX  10.1.1.66.8110, дои:10.1016 / S0022-2836 (03) 00888-X, PMID  12948494.
  14. ^ Добсон, Н; Дантас, Г; Бейкер, D; Варани, Г (2006), «Адамның U1A ақуызын есептеудің қайта құруының жоғары рұқсатты құрылымдық растауы», Құрылым, 14 (5): 847–56, дои:10.1016 / j.str.2006.02.011, PMID  16698546.
  15. ^ Дантас, Г; Corrent, C; Рейхов, С; Хавранек, Дж; Элетр, З; Isern, N; Кульман, Б; Варани, Г; т.б. (2007), «Ақуыздарды есептеу протеині арқылы адамның прокарбоксипептидазасын экстремалды тұрақтандырудың жоғары рұқсатты құрылымдық және термодинамикалық анализі», Молекулалық биология журналы, 366 (4): 1209–21, дои:10.1016 / j.jmb.2006.11.080, PMC  3764424, PMID  17196978.

Сыртқы сілтемелер