کشف اسرار پیام‌رسانی سلولی با نرم‌افزار جدید

نرم‌افزار SMART: تسهیل فرآیندهای سیگنال‌دهی

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

محققان دانشگاه کالیفرنیا در سن دیگو یک نرم‌افزار جدید به نام الگوریتم‌های مدل‌سازی فضایی برای واکنش‌ها و انتقال (SMART) توسعه و آزمایش کرده‌اند که قادر است شبکه‌های سیگنال‌دهی سلولی را به‌طور واقع‌گرایانه شبیه‌سازی کند. این شبکه‌ها شامل سیستم‌های پیچیده‌ای از تعاملات مولکولی هستند که به سلول‌ها اجازه می‌دهند به نشانه‌های متنوعی 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. این امر شبیه‌سازی آن‌ها با ابزارهای موجود را دشوار می‌کند. نرم‌افزار SMART می‌تواند به‌عنوان یک راه‌حل برای این مشکل عمل کرده و به تسریع تحقیقات در زمینه‌های مختلف علوم زیستی کمک کند.

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

ابزار SMART: پیشرفت در 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. این ابزار به ما امکان می‌دهد تا درک بهتری از رفتار سلولی پیدا کنیم و به توسعه درمان‌های جدید برای بیماری‌های انسانی کمک کنیم. این مطالعه که در نشریه Nature Computational Science منتشر شده است، به رهبری امِت فرانسیس، دکترای مهندسی و پژوهشگر پسادکتری از انجمن مهندسی آموزش آمریکا، انجام شده است. او در گروه تحقیقاتی تحت نظارت پادمینی رانگامانی، دکترای مهندسی، که هر دو به دانشکده پزشکی دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو و دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو وابسته هستند، فعالیت می‌کند.

نسخه اولیه این نرم‌افزار توسط جاستین لافلین، دکترای مهندسی و دانشجوی فارغ‌التحصیل سابق گروه رانگامانی، 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 بخشی از تأمین مالی خود را از سازمان ملی علوم، اتحادیه عملکرد انسانی وو تسای، دفتر تحقیقات علمی نیروی هوایی، بنیاد هارتول، مؤسسه کاولی مغز و ذهن، شورای تحقیقات اروپا، شورای تحقیقات نروژ، مرکز تحقیقاتی مایعات مغزی K.G. Jebsen و بنیاد فولبرایght دریافت کرده است.