研究测试在多巴胺运输者功能上的变化如何与脑子紊乱链接了

Published on July 23, 2014 at 2:54 AM · No Comments

研究员使用 TACC 的学习瘾和神经病之间的公用连结的惊逃巨型计算机

最近发布研究在临床调查日记帐上展示在多巴胺信号和多巴胺运输者功能上的变化如何被链接对神经学和精神病学的疾病,包括及早起始震颤麻痹和注意力不集中活动过度紊乱 (ADHD)。

“当前发现应该为进一步探险多巴胺官能不良和修改过的多巴胺运输者功能如何提供一个重要基本类型造成脑子紊乱”说米歇尔 Sahai,康奈尔大学 Weill 康奈尔山东医学院的博士后的关联,添加 “它也造成开发新的方式的研究工作帮助遭受百万的人”。

Sahai 也学习可卡因,瞄准多巴胺运输者与精神兴奋的作用的一种广泛被滥用的物质的作用。 她和她的同事期望发行在下一年内的这些特定发现。

丢失的控制

多巴胺是在我们认知,情感和性能上发挥作用扮演重要作用的神经传送体。 当激活从外部刺激,在脑子的神经细胞发行多巴胺,导致版本此化工通讯员的一个链式反应。

要保证这不导致多巴胺生产一个死循环,称多巴胺运输者的蛋白质再吸收多巴胺回到这个细胞终止这个进程。 当多巴胺束缚对其运输者,它返回到神经细胞以后使用。

然而,可卡因和其他药物喜欢安非他明,完全地劫持此平衡的系统。

“当可卡因输入血液时,它不允许多巴胺束缚到其运输者,导致在多巴胺级别的一个迅速增量”, Sahai 解释了。

竞争捆绑和随后的超额多巴胺是什么导致幸福感、增加的能源和警报。 它也造成吸毒和瘾。

在康奈尔进一步了解吸毒的作用, Sahai 和其他研究员在 Harel Weinstein 实验室探讨在一个分子级别上的药物相互作用。

使用巨型计算机资源,她能观察多巴胺和多种药物捆绑到多巴胺运输者的 3D 设计在一个分子级别上的。 根据 Sahai,这个工作要求非常长的模拟根据微秒和秒钟知道药物如何与运输者配合。

通过极其科学和工程发现环境 (XSEDE),提供的一虚拟 cyberinfrastructure 研究员存取对计算来源, Sahai 进行在惊逃,世界的第 7 台最快速的巨型计算机的这些模拟,在得克萨斯提前的计算中心 (TACC)。

“XSEDE 分配的资源对帮助我们是根本的了解药物如何运作。 没有办法我们可能进行在我们有在房子的设备的这些模拟。 通过 TACC 作为 XSEDE 服务供应商,我们可以也期待在计算结果的指数增长和好客户服务部和反馈”。

最终, Sahai 的研究将造成尝试开发可卡因约束抗化剂,无需抑制多巴胺运输者的一个现有的全部作品。

“如果我们可以知道药物如何束缚对多巴胺运输者,然后我们可以更好了解吸毒,并且添加关于什么的信息是确实重要在设计治疗方法与瘾交战”, Sahai 说。

在研究的一个公用连结

当 Sahai 仍然运作了解吸毒时,她的多巴胺运输者的模拟造成了对帕金森病和其他神经混乱的发布研究。

在与哥本哈根大学的一个合作研究中,哥本哈根大学医院和其他研究小组在美国和欧洲,研究员显示了 de novo 变化在多巴胺运输者和震颤麻痹之间的第一个已知的连结在成人。

这个研究发现变化可能导致典型的作用包括使衰弱的震颤,电动机控制专业损失和消沉。 这个研究为这个想法也提供附加支持多巴胺运输者变化是注意力不集中活动过度紊乱的风险系数 (ADHD)。

在识别多巴胺运输者以后作为与帕金森的被链接的变化的基因,研究员再次启用对 Harel Weinstein 实验室由于其长年的利息和投资在学习人力多巴胺运输者。

使用 XSEDE 和 TACC 的惊逃的 Sahai 的模拟巨型计算机通过提供更加极大的答案支持临床试验到多巴胺运输者如何在神经混乱介入。

“此研究对我是非常重要”, Sahai 说。 “我能查看在计算机屏幕代表 experimentalists 和知道在此蛋白质的不规则性如何危害一个实际人员,而不是查看某事查出的多巴胺运输者的结构”。

当当前没有治疗帕金森病时,对在它后的特定结构的更加深刻的理解将帮助七到十百万人民折磨以这个疾病。

“象我的在吸毒的工作,结尾目标考虑我们如何可以帮助人。 并且它全部回来使设计服麻醉剂”, Sahai 说。

来源: 德克萨斯州大学奥斯汀分校,得克萨斯提前计算中心

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