Компьютерная модель живой клетки значительно ускорит разработку новых лекарственных средств и поможет решить многие проблемы биотехнологии...Может быть, главная проблема биологии и медицины - невообразимая сложность живых организмов. Это положение остается в силе даже на уровне одноклеточных бактерий, являющихся самыми примитивными живыми организмами. Многоклеточные организмы также можно изучать на клеточном уровне (например, Т-лимфоцит человека - мишень для вируса иммунодефицита (ВИЧ)). В ДНК живой клетки содержатся тысячи генов, кодирующих различные белки. Белки - это молекулярные машины, каждая из которых выполняет специальную функцию. Например, белок может ускорять на много порядков химическую реакцию, которая практически не идет в растворе. В клетке существует множество путей регуляции и сигнализации, осуществляемые белками или малыми молекулами. Большинство лекарственных веществ влияет на эти взаимодействия или участвует в них непосредственно. Разработчики новых лекарственных препаратов, как правило, рассчитывают, что активное вещество действует лишь на одно звено регуляции, и именно этим воздействием будет определяться эффект. Но обычно лекарство воздействует сразу на несколько мишеней, и из-за сложности биологической системы суммарный эффект можно узнать только с помощью экспериментов. Для каждого вещества-кандидата проводятся дорогостоящие комплексы исследований. Отсюда крайне высокая стоимость и низкая эффективность процесса разработки новых лекарственных веществ.
Как и любую другую сложную систему, живую клетку изучают с помощью компьютерного моделирования. Можно моделировать действие веществ-кандидатов на клетку и отсеять явно не подходящие в качестве лекарства вещества еще до экспериментального изучения. Различные модели клеток создавались уже с 60-х годов прошлого века, но успеха они не имели. Только в последнее время сложились предпосылки для создания таких моделей. В результате ускоренного развития молекулярной биологии получен огромный объем информации о биохимических процессах, происходящих в клетках. Не менее быстро развивается и вычислительная техника. Это позволяет уже сейчас строить количественные модели процессов, происходящих в клетке.
RSS