Дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго розробили SMART, програмний пакет, здатний реалістично імітувати мережі стільникових сигналів. Цей інструмент, протестований у різних біологічних системах, покращує розуміння клітинних реакцій і допомагає в просуванні досліджень у таких галузях, як системна біологія та фармакологія.
Дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго (UCSD) розробили та протестували новий програмний інструмент під назвою «Алгоритми просторового моделювання реакцій і транспорту» (SMART). Це інноваційне програмне забезпечення може точно імітувати мережі клітинних сигналів — складні системи молекулярних взаємодій, які дозволяють клітинам реагувати на сигнали з навколишнього середовища. Ці мережі складні через багато етапів і тривимірні форми комірок та їхніх компонентів, що ускладнює їх моделювання за допомогою існуючих інструментів. SMART вирішує ці проблеми, обіцяючи прискорити дослідження в таких галузях, як системна біологія, фармакологія та біомедична інженерія.
Команда успішно протестувала SMART у різних біологічних системах, включаючи реакції клітин на адгезивні сигнали, вивільнення кальцію в нейронах і клітинах серцевого м’яза, а також виробництво АТФ у детальній мітохондріальній моделі. Завдяки своїм гнучким, точним і ефективним можливостям моделювання SMART відкриває нові можливості для розуміння поведінки клітин і розробки методів лікування захворювань людини.
Дослідники успішно випробували нове програмне забезпечення в біологічних системах на кількох різних рівнях, від клітинної сигналізації у відповідь на адгезивні сигнали, до подій вивільнення кальцію в субклітинних областях нейронів і клітин серцевого м’яза, до виробництва АТФ (енергетичної валюти в клітинах) в рамках детального представлення однієї мітохондрії. Надаючи гнучкий, точний і ефективний інструмент для моделювання мереж клітинної сигналізації, SMART прокладає шлях до більш детального моделювання, щоб покращити наше розуміння клітинної поведінки та стимулювати розробку нових методів лікування захворювань людини.
Дослідження, опубліковане сьогодні (19 грудня) у журналі Nature Computational Science, проводилося під керівництвом Еммета Френсіса, доктора філософії, постдокторанта Американського товариства інженерної освіти в дослідницькій групі під керівництвом професора Падміні Рангамані, доктора філософії, обидва афілійовані з кафедрою фармакології Медичної школи Каліфорнійського університету в Сан-Дієго та кафедрою механічної та аерокосмічної інженерії Каліфорнійського університету в Сан-Дієго Інженерна школа Джейкобса. Початкова версія цього програмного забезпечення була написана Джастіном Лафліном, доктором філософії, колишнім аспірантом у групі Рангамані.