«Даже для минимальной клетки требуется два миллиарда атомов. Вы не можете создать подобную 3D-модель в реалистичном масштабе времени человека без графических процессоров», — рассказала профессор химии и директор университетского Центра физики живых клеток Зайда Люти-Шульте.
Моделирование воспроизводит физические и химические характеристики минимальной клетки в масштабе частиц. Клетка имеет только минимальный набор генов, необходимый для ее выживания, функционирования и репликации. Тем не менее, создав динамическую модель, имитирующую поведение живой клетки, ученые смогли получить представление о фундаментальных процессах, происходящих в живых клетках.
«Мы обнаружили, что фундаментальное поведение моделируемой клетки проявляется не потому, что мы его запрограммировали, а потому, что кинетические параметры и липидные механизмы были правильными в нашей модели», — объяснила ученый.
Зайда Люти-Шультен и ее коллеги разработали программное обеспечение с ускорением на графическом процессоре Lattice Microbes, которое находится в программном центре Nvidia NGC. Исследователи использовали Lattice Microbes с тремя графическими процессорами архитектуры Nvidia Volta, чтобы смоделировать минимальную версию паразитических бактерий — микоплазмы.
Моделирование показало, что клетка тратит большую часть своей энергии на транспортировку молекул через клеточную мембрану. Исследование продемонстрировало потенциал моделирования целых клеток, что в конечном итоге может помочь ученым предсказать, как изменения в реальных клетках повлияют на их функции.
Читать далее
Гиперзвуковой самолет на водороде развивает скорость до 12 Махов. Это почти 15 000 км/ч
Физики открыли новый тип «странного металла»
Астрономы нашли странную экзолуну: она больше Земли и на ней может быть жизнь