新的計算機模型有助於研究細胞膜動力學

一個細胞不斷重塑開展關鍵任務，如認識到其他細胞，營養素或排序的蛋白質，其流體膜。

由於膜的流動性和內在的紊亂，調查這些和其他維持生命的詳細過程一直很難。但由Markus Deserno，在卡內基 - 梅隆大學的物理學副教授，開發了一個計算機模型提供了一種新的方法 - 讓他在規模較大的膜動態模擬和觀察幾百納米。這是許多關鍵膜介導的過程發生在這一規模。

Deserno將描述這一模式的應用囊泡創造的生物物理問題上週二，4月8日在第235的美國化學學會全國會議在新奧爾良。

“我們的模型是粗粒度的，Deserno說。” “你可以把它看作是印象派繪畫。在遠處，一切看起來不錯。你可以看到睡蓮或芭蕾舞。但直至關閉，所有的細節都消失了，你只看到顏色的斑點。我們在什麼的睡蓮，而不是顏色的斑點情況感興趣，“他補充說。

有了這個粗粒度模型，Deserno可以準確地捕捉重要的大型特色，像膜的彎曲和曲線，這使得他的提問超出了原子分辨率，但小於整個細胞的大小。他的模型是通用的，因為他可以添加感興趣的蛋白質脂質膜，並觀察它們如何相互作用。

使用這台計算機模型，Deserno和他的同事在高分子研究的馬克斯普朗克研究所在德國，美因茨，最近發現一個純粹的物理機制，使灸 - “。囊泡”的過程中，形成曲線周圍的細胞膜蛋白質或其他細胞的貨物如果沒有這種通用能力曲線及其蛋白鑲滿膜和關閉貨運航天飛機芽，一個細胞就無法生存。

“最終，理解的囊泡的動態推進抗病毒治療或了解如何蛋白加工歪去一個細胞內，導致疾病的設計的關鍵，”Deserno說。

Deserno和他的團隊創造了一個與細胞膜脂質雙層的計算機模擬 - 50000個人脂類分子製成的肥皂般的電影 - 鑲嵌著 36均勻分佈和隱形眼鏡形磁盤代表重塑蛋白質，這是參與天灸。然後，他的仿真設置允許流體膜的波動，因為它通常會。在模擬過程中，人工膜開始彎曲的地方。每個磁盤在創建弧形膜結構，膜略微彎曲。這種局部曲率遍布像一個小磁盤“的光環。”當兩個磁盤走近彼此重疊的光暈導致間接的互動關係。因此，雖然有沒有磁盤之間的明確互動，這些對象的間接吸引對方通過膜，Deserno的研究小組發現。

Deserno說：“這項工作，我們提供了堅實的支持，最近已日益普及的一種機制”。他說：“迄今為止，還沒有一個已經證明大多數人都來接受明顯正是在生物物理水平 - 重塑蛋白確實可以聚集和促進其曲率印記單獨灸。我們的模擬結果表明，蛋白質不需要直接交互來驅動這個關鍵進程。“

了解天灸身體如何運作，應該更容易從長遠來看，合理的設計和單個細胞提供藥物，根據 Deserno。 “這是我們研究的最大的實用價值。現在，我們有一個擬議中的機制，我們可以受到它提出的問題，如為什麼總是在天灸的某些蛋白質。“

此外，調查松樹 Guven在國立自治大學，墨西哥和馬丁米​​勒在巴黎高等師範學院，的同事們一起在膜介導的相互作用過程的計算機模擬，Deserno，已開發了強大的理論工具研究強調運輸通過弧形膜和力量。

http://www.cmu.edu/