Молекулярный Пакман
Исследования отдельных молекул направлены на понимание компонентов и использование их в качестве шлюза для получения дополнительной информации о корреляциях.
Образно говоря, это все равно что наблюдать за кошками ночью. Все они кажутся серыми, но мы должны узнавать их цвет по отдельности, чтобы отличать их друг от друга. Исследователи со всего мира, занимающиеся молекулярной биологией, нанонаукой, химией и физикой, проводят междисциплинарную работу в этой области.
В значительной степени они используют метод измерения, называемый резонансным переносом энергии флуоресценции одиночных молекул (smFRET), который измеряет расстояния между молекулами вплоть до 2-10 нанометров.
Молекулы не статичны, но могут двигаться, открываться и закрываться – что-то вроде игры Pacman 1980-х годов. Их структура и паттерны движения влияют на то, как они взаимодействуют с другими молекулами, поэтому исследователи заинтересованы в возможности их описания.
Отдельные молекулы дают новые знания
«Если мы сможем визуализировать и охарактеризовать одну молекулу и увидеть, как она взаимодействует с другими молекулами, мы сможем понять, что происходит в отдельном событии. Как только мы поймем механизмы, лежащие в основе этого, мы сможем начать работу над контролем того, как работают молекулы, чтобы это происходило в наиболее благоприятные времена », – говорит доцент Виктория Биркедал, которая проводит исследования в области понимания отдельных молекул в Междисциплинарный нанонаучный центр (iNANO), Орхусский университет.
Легкий доступ к лучшим данным
Исследовательская группа доцента Биркедала разработала новое программное обеспечение, которое значительно упрощает получение быстрых и точных данных после анализа smFRET.
Группа только что опубликовала статью о программном обеспечении в журнале Nature Methods.
Программное обеспечение обеспечивает более легкий доступ к данным, получение которых в противном случае потребовало бы много времени и усилий.
Только несколько специалистов ранее могли обрабатывать данные. Однако теперь программа делает его доступным широкому кругу исследователей.
От точки к структуре
"Раньше мы проводили анализ данных в ночное время, даже не зная, дадут ли они ответы, которые мы хотели. Программа работает настолько быстро, что теперь мы получаем результаты в течение нескольких минут », – говорит доцент Биркедал. Программа обеспечивает инновационный визуальный подход к данным и позволяет исследователям проводить более быстрый и точный анализ данных. Наблюдение за отдельными молекулами и анализ их поведения дает графическую поддержку, которую можно использовать во всех исследованиях отдельных молекул, но Орхусская группа использует их для изучения биологических процессов в организме.
"Молекула очень и очень мала, но это уже не просто точка. Мы можем увидеть его структуру и то, как он себя ведет, и попытаться понять, почему он делает то, что делает », – говорит доцент Биркедал.
Следующим шагом является управление структурой молекулы, чтобы заставить ее вести себя определенным образом – то, что можно использовать в целевой медицине.
Демократичный софт
Группа решила сделать свое программное обеспечение бесплатным для всех. «Мы хотели бы демократизировать доступ к данным», – говорит доцент Биркедал, который рад, что программное обеспечение открывает более простые возможности для совместной работы на расстоянии. Программа была хорошо принята везде, где она была представлена.