NatureMethods：分子動力學，首個實現DNA精確運動模擬的技術

　　分子動力學是能夠實現DNA運動模擬的一種技術，這些運動包括折疊成雙倍、三倍或四倍的DNA鏈，以及DNA與蛋白質和藥物的相互作用。分子動力學是用來處理那些發生時間從皮秒到分鐘的運動過程，也適用于不同尺寸的分子系統，從幾納米到一米。

　　巴塞羅那生物醫學研究所，分子模擬和生物信息學實驗室的Modesto Orozco正在領導一項研究，通過開發幾種理論方法，在更大的時空尺度上并專注于生物醫學與生物技術應用熱點，來更好地了解生物大分子的行為特點，尤其是核酸。

　　近日，該研究團隊在《自然方法》期刊上發表了一個新模型，這個模型能夠以非凡的準確性，實現DNA動力學原子水平上的模擬，這個成就是5年的工作積累和超過100個DNA系統測試的結果。

　　研究數據存儲在一個公共網站上，目前擁有超過4TB的信息。這個網站可以通過西班牙生物信息研究所和ELIXIR-Excellerate網絡登錄。ELIXIR-Excellerate網站是目前歐洲最大的生命科學數據網站。

　　科學家們已經開發出一套名為“力場”的數學函數，來描述形成DNA的原子的運動。“力場之前從來沒有研究與生物現象相關的時間尺度上的不同結構，”巴塞羅那生物醫學研究所的研究員，也是該論文的第一作者Pablo Dans Puiggròs說。

　　此外，作者提到了首個在線工具，致力于模擬核酸，并強調“這個工具能夠預測DNA的性能，結果可以直接與實驗相比”。我們希望這個新的工具和方法能夠將我們的工作向公眾普及：”該項目主任莫德斯托·奧羅斯科說。

　　這個工具有很廣闊的前景，應用范圍從生物醫藥到納米技術領域，提供DNA調控機制的信息，而且有助于改善直接或間接靶向DNA的藥物的設計。“我們實現了DNA原子模擬質量在定量研究上的一次飛躍。” Pablo Dans Puiggròs說。

　　“提高模擬技術將使我們更加明確理論模型的定義，這個模型能夠讓我們模擬細胞生命的關鍵環節，僅僅依靠物理和化學的基本規律，就能完成描述生物行為的夢想，” 莫德斯托·奧羅斯科說，他也是巴塞羅那大學生命科學系主任和資深教授。