Batteri: creato il primo modello computerizzato sulla vita dei microrganismi

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Batteri, creato il primo modello completo al computer di un microrganismo. A riuscire nell'impresa è stato un team di ricercatori della Stanford University in collaborazione col J.Craig Venter Institute, che hanno sostenuto uno sforzo gigantesco per sviscerare il batterio Mycoplasma genitalium, simulandone virtualmente e per la prima volta il comportamento.

Il team guidato da Markus Covert, assistente professore di bioingegneria, ha utilizzato i dati di oltre 900 pubblicazioni scientifiche per spiegare tutte le interazioni molecolari che si svolgono nel ciclo di vita del Mycoplasma genitalium, uno dei più piccoli batteri del mondo. Il modello finale ottenuto ha utilizzato più di 1.900 parametri determinati sperimentalmente. Per integrare dati molto diversi in una sola macchina, i ricercatori hanno modellato singoli processi biologici come 28 diversi "moduli", ciascuno governato da un proprio algoritmo. Questi moduli hanno poi comunicato l'un l'altro dopo un certo lasso di tempo, ricostruendo il reale comportamento del M. genitalium.

Tale metodologia puramente computazionale apre nuove strade a procedure che altrimenti sarebbero difficili da eseguire per ciascun organismo, offrendo al tempo stesso la possibilità di riesaminare facilmente i dati sperimentali.

Nel documento reso noto dalla Stanford University, il modello viene utilizzato per dimostrare un certo numero di questi approcci, tra cui dettagliate indagini sul DNA e le proteine nonché l'identificazione di nuove funzioni dei geni. Il programma ha anche permesso ai ricercatori di affrontare gli aspetti del comportamento delle cellule che emergono da un gran numero di fattori di interazione. Ad esempio, essi hanno scoperto che la lunghezza dei singoli stadi del ciclo cellulare varia da cellula a cellula, mentre la lunghezza del ciclo globale era molto più consistente.

Il modello rappresenta dunque un vero e proprio trampolino di lancio verso l'uso del cosiddetto Computer-Aided Design nella bioingegneria e nella medicina. "Questo risultato dimostra una trasformazione dell'approcio per rispondere alle domande sui processi biologici fondamentali", ha detto James M. Anderson, direttore del National Institutes of Health Divisions. "I modelli completi di cellule intere al computer hanno il potenziale di far avanzare la nostra comprensione sulla funzione cellulare e, infine, di dar vita a nuovi approcci per la diagnosi e il trattamento delle malattie".

Gli esiti della ricerca sono stati resi noti su Cell.

Francesca Mancuso

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