超级计算机有助于解锁DNA维修的秘密

研究人员利用世界上最先进的超级计算机的力量模拟了维修DNA的细胞机制的内部工作,并有助于防止威胁生命的疾病。晒伤和过早衰老是暴露于紫外线(UV)辐射,烟草烟雾和其他致癌物的众所周知的后果。但是伤害超出了表面 - [...]

来源:SciTech日报
Summit 超级计算机揭示了如何通过称为核苷酸切除修复 (NER) 的分子途径对受损的 DNA 链进行手术修复。 NER 的蛋白质成分可以改变形状,以对断裂的 DNA 链(蓝色和红色螺旋)执行不同的修复功能。图片来源:Tanmoy Paul,佐治亚州立大学

研究人员利用世界上最先进的超级计算机的能力来模拟细胞机器的内部运作,修复 DNA 并帮助预防危及生命的疾病。

DNA

晒伤和过早衰老是众所周知的暴露于紫外线 (UV) 辐射、烟草烟雾和其他致癌物质的后果。但损害不仅仅限于表面——在体内,这些有害物质实际上可以撕裂 DNA。

了解身体如何修复并保护自身免受 DNA 损伤对于推进遗传性疾病和癌症等危及生命的疾病的治疗至关重要。然而,尽管研究和医学取得了重大进展,但 DNA 修复背后的分子机制的许多方面仍然知之甚少。

为了阐明这一过程,佐治亚州立大学的研究人员在过去几年中一直在利用能源部橡树岭国家实验室的 Summit 超级计算机。他们的研究重点是一种复杂的 DNA 修复机制,称为核苷酸切除修复 (NER)。该途径依赖于一组高度协调的蛋白质复合物,能够以极高的精度识别和去除受损的 DNA。

佐治亚州立大学 能源部 橡树岭国家实验室 自然通讯

修复的三个行为

NER 分为三个不同的阶段:识别、验证和修复。每个阶段都需要不同的蛋白质组来执行特定的功能,就像创伤小组需要不同的专家在急诊室治疗受伤的患者一样。这样,NER 机器就可以根据手头的任务调整和改变其形状。

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