نرم‌افزار جدید رازهای سلول‌ها را فاش می‌کند

نرم‌افزار SMART: تسهیل فرآیندهای سیگنال‌دهی

نرم‌افزار جدیدی به نام SMART می‌تواند به طور قابل‌توجهی مطالعه فرآیندهای سیگنال‌دهی را آسان‌تر کند. نتایج این نرم‌افزار به تسریع تحقیقات در زمینه‌های مختلف علوم زیستی، از جمله زیست‌شناسی سیستم‌ها، داروشناسی و مهندسی پزشکی کمک می‌کند.

محققان دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو، یک بسته نرم‌افزاری جدید به نام الگوریتم‌های مدل‌سازی فضایی برای واکنش‌ها و انتقال (SMART) توسعه داده و آزمایش کرده‌اند که می‌تواند به طور واقعی شبکه‌های سیگنال‌دهی سلولی را شبیه‌سازی کند. این شبکه‌ها، سیستم‌های پیچیده‌ای از تعاملات مولکولی هستند که به سلول‌ها اجازه می‌دهند تا به سیگنال‌های مختلف از محیط خود پاسخ دهند.

شبکه‌های سیگنال‌دهی سلولی شامل مراحل مختلفی هستند و تحت تأثیر شکل‌های پیچیده و سه‌بعدی سلول‌ها و اجزای زیرسلولی قرار دارند، که این امر شبیه‌سازی آن‌ها را با ابزارهای موجود دشوار می‌سازد. نرم‌افزار SMART راه‌حلی برای این چالش ارائه می‌دهد که می‌تواند به تسریع تحقیقات در زمینه‌های مختلف علوم زیستی کمک کند.

محققان این نرم‌افزار جدید را در سیستم‌های بیولوژیکی در مقیاس‌های مختلف آزمایش کرده‌اند. این آزمایش‌ها شامل سیگنال‌دهی سلولی در پاسخ به سیگنال‌های چسبندگی، رویدادهای آزادسازی کلسیم در نواحی زیرسلولی نورون‌ها و سلول‌های عضلانی قلب، و تولید ATP (واحد انرژی در سلول‌ها) در یک نمایش دقیق از یک میتوکندری واحد بود.

ابزار جدید SMART برای مدل‌سازی شبکه‌های سیگنال‌دهی سلولی

ابزار SMART با ارائه یک ابزار انعطاف‌پذیر، دقیق و کارآمد برای مدل‌سازی شبکه‌های سیگنال‌دهی سلولی، راه را برای شبیه‌سازی‌های دقیق‌تر هموار می‌کند تا درک ما از رفتار سلولی را پیشرفت دهد و به توسعه درمان‌های جدید برای بیماری‌های انسانی کمک کند.

این مطالعه که در نشریه Nature Computational Science منتشر شده است، به رهبری امِت فرانسیس، دکترای مهندسی، که پژوهشگر فوق‌دکتری در گروه تحقیقاتی تحت نظارت پادمینی رانگامانی، دکترای مهندسی، است، انجام شده است. هر دو این محققان به دانشکده پزشکی دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو و دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو وابسته هستند.

نسخه اولیه این نرم‌افزار توسط جاستین لافلین، دکترای مهندسی، که دانشجوی فارغ‌التحصیل سابق گروه رانگامانی بوده، نوشته شده است. SMART بخشی از یک همکاری مستمر با تیم تحقیقاتی به رهبری ماری روگنس، دکترای مهندسی، در آزمایشگاه تحقیقاتی سیمولا در اسلو، نروژ است.

این تحقیق برای تأمین مالی خود از سازمان‌های مختلفی مانند بنیاد ملی علوم، اتحاد عملکرد انسانی وو تسای، دفتر تحقیقات علمی نیروی هوایی، بنیاد هارتول، مؤسسه کافلی مغز و ذهن، شورای تحقیقات اروپا، شورای تحقیقات نروژ، مرکز تحقیقات مایع مغز K. G. Jebsen و بنیاد فولبرایت دریافت کرده است.