研究測試在多巴胺運輸者功能上的變化如何與腦子紊亂鏈接了

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

研究員使用 TACC 的學習癮和神經病之間的公用連結的驚逃巨型計算機

最近發布研究在臨床調查日記帳上展示在多巴胺信號和多巴胺運輸者功能上的變化如何被鏈接對神經學和精神病學的疾病,包括及早起始震顫痲痺和注意力不集中活動過度紊亂 (ADHD)。

「當前發現應該為進一步探險多巴胺官能不良和修改過的多巴胺運輸者功能如何提供一個重要基本類型造成腦子紊亂」說米歇爾 Sahai,康奈爾大學 Weill 康奈爾山東醫學院的博士後的關聯,添加 「它也造成開發新的方式的研究工作幫助遭受百萬的人」。

Sahai 也學習可卡因,瞄準多巴胺運輸者與精神興奮的作用的一種廣泛被濫用的物質的作用。 她和她的同事期望發行在下一年內的這些特定發現。

丟失的控制

多巴胺是在我們認知,情感和性能上發揮作用扮演重要作用的神經傳送體。 當激活從外部刺激,在腦子的神經細胞發行多巴胺,導致版本此化工通訊員的一個鏈式反應。

要保證這不導致多巴胺生產一個死循環,稱多巴胺運輸者的蛋白質再吸收多巴胺回到這個細胞終止這個進程。 當多巴胺束縛對其運輸者,它返回到神經細胞以後使用。

然而,可卡因和其他藥物喜歡安非他明,完全地劫持此平衡的系統。

「當可卡因輸入血液時,它不允許多巴胺束縛到其運輸者,導致在多巴胺級別的一個迅速增量」, Sahai 解釋了。

競爭捆綁和隨後的超額多巴胺是什麼導致幸福感、增加的能源和警報。 它也造成吸毒和癮。

在康奈爾進一步瞭解吸毒的作用, Sahai 和其他研究員在 Harel Weinstein 實驗室探討在一個分子級別上的藥物相互作用。

使用巨型計算機資源,她能觀察多巴胺和多種藥物捆綁到多巴胺運輸者的 3D 設計在一個分子級別上的。 根據 Sahai,這個工作要求非常長的模擬根據微秒和秒鐘知道藥物如何與運輸者配合。

通過極其科學和工程發現環境 (XSEDE),提供的一虛擬 cyberinfrastructure 研究員存取對計算來源, Sahai 進行在驚逃,世界的第 7 臺最快速的巨型計算機的這些模擬,在得克薩斯提前的計算中心 (TACC)。

「XSEDE 分配的資源對幫助我們是根本的瞭解藥物如何運作。 没有办法我們可能進行在我們有在房子的設備的這些模擬。 通過 TACC 作為 XSEDE 服務供應商,我們可以也期待在計算結果的指數增長和好客戶服務部和反饋」。

最終, Sahai 的研究將造成嘗試開發可卡因約束抗化劑,无需抑制多巴胺運輸者的一個現有的全部作品。

「如果我們可以知道藥物如何束縛對多巴胺運輸者,然後我們可以更好瞭解吸毒,并且添加關於什麼的信息是確實重要在設計治療方法與癮交戰」, Sahai 說。

在研究的一個公用連結

當 Sahai 仍然運作瞭解吸毒時,她的多巴胺運輸者的模擬造成了對帕金森病和其他神經混亂的發布研究。

在與哥本哈根大學的一個合作研究中,哥本哈根大學醫院和其他研究小組在美國和歐洲,研究員顯示了 de novo 變化在多巴胺運輸者和震顫痲痺之間的第一個已知的連結在成人。

這個研究發現變化可能導致典型的作用包括使衰弱的震顫,電動機控制專業損失和消沉。 這個研究為這個想法也提供附加支持多巴胺運輸者變化是注意力不集中活動過度紊亂的風險系數 (ADHD)。

在識別多巴胺運輸者以後作為與帕金森的被鏈接的變化的基因,研究員再次啟用對 Harel Weinstein 實驗室由於其長年的利息和投資在學習人力多巴胺運輸者。

使用 XSEDE 和 TACC 的驚逃的 Sahai 的模擬巨型計算機通過提供更加極大的答案支持臨床試驗到多巴胺運輸者如何在神經混亂介入。

「此研究對我是非常重要」, Sahai 說。 「我能查看在計算機屏幕代表 experimentalists 和知道在此蛋白質的不規則性如何危害一個實際人員,而不是查看某事查出的多巴胺運輸者的結構」。

當當前沒有治療帕金森病時,對在它後的特定結構的更加深刻的理解將幫助七到十百萬人民折磨以這個疾病。

「像我的在吸毒的工作,結尾目標考慮我們如何可以幫助人。 并且它全部回來使設計服麻醉劑」, Sahai 說。

來源: 德克薩斯州大學奧斯汀分校,得克薩斯提前計算中心

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