Diposting Minggu, 29 Juli 2012 jam 9:46 pm oleh Evy Siscawati

Para Peneliti Menciptakan Model Komputer Lengkap Pertama dari sebuah Organisme

Suka dengan artikel ini?

Jelajahi artikel-artikel FaktaIlmiah yang berdasarkan apa yang dibaca dan ditonton teman-teman.
Terbitkan aktivitas Anda sendiri dan dapatkan kendali penuh.
Login

Minggu, 29 Juli 2012 -


Sebuah tim yang dipimpin oleh Markus Covert, asisten profesor teknik biologi, memakai data dari lebih 900 makalah ilmiah untuk mempertimbangkan setiap interaksi molekuler yang terjadi dalam siklus hidup    Mycoplasma genitalium, bakteri hidup bebas terkecil di dunia.

 Dengan mengubah keseluruhan organisme   in silico, makalah ini memenuhi tujuan panjang bidang ilmu tersebut. Bukan hanya model ini memungkinkan para peneliti mengalamatkan pertanyaan yang tidak praktis untuk diperiksa dengan cara lain, ia juga menjadi batu loncatan menuju pemakaian desain berbantuan komputer dalam teknik biologi dan kedokteran.

“Pencapaian ini menunjukkan pendekatan untuk menjawab pertanyaan tentang proses biologi dasar,” kata James M Anderson, direktur   National Institutes of Health Division of Program Coordination, Planning and Strategic Initiatives. “Model komputer komprehensif dari seluruh sel berpotensi meningkatkan pemahaman kita mengenai fungsi sel dan akhirnya, memberikan pendekatan baru bagi diagnosis dan perawatan penyakit.”

 Penelitian ini didanai sebagian oleh   NIH Director’s Pioneer Award dari National Institutes of Health Common Fund.

Dari Informasi ke Pemahaman

Biologi dalam dua dekade terakhir ditandai dengan kemunculan studi terobosan tinggi yang menghasilkan banyak sekali informasi seluler. Kurangnya data eksperimental tidak lagi faktor pembatas utama bagi para peneliti. Justru, masalahnya adalah bagaimana memasuk-akalkan apa yang sudah mereka ketahui.

 Sebagian besar eksperimen biologi, walau begitu, masih menggunakan pendekatan reduksionis pada sejumlah besar data ini: membuang satu gen dan melihat apa yang terjadi.

 “Banyak isu yang menjadi minat kami bukanlah masalah gen tunggal,” kata Covert. “Mereka adalah hasil kompleks dari ratusan atau ribuan gen saling berinteraksi.”

 Situasi ini menghasilkan celah antara informasi dan pemahaman yang hanya dapat diatasi dengan “membawa semua data ke satu tempat dan melihat bagaimana ia bersatu,” menurut mahasiswa pasca sarjana teknik biologi Stanford dan salah satu pengarang, Jayodita Sanghvi.

Model komputasional integratif memperjelas data set yang ukurannya diluar kemampuan analisis manusia.

 “Engkau tidak benar-benar mengerti apakah sesuatu bekerja hingga engkau dapat mereproduksinya sendiri,” kata Sanghvi.

Kecil itu indah

Mycoplasma genitalium adalah bakteri parasit yang ramah dikenal terutama dari menunjukkan dirinya tanpa diundang di saluran pernapasan dan urogenital manusia. Namun patogen ini juga memiliki perbedaan karena mengandung genom terkecil dibanding organisme hidup bebas manapun – hanya 525 gen, bandingkan dengan E. coli yang memiliki 4,288 gen, bakteri lab yang lebih tradisional.

 Walaupun sulit bekerja dengan parasit penyebar penyakit menular seksual ini, minimalisme gen mahluk ini membuatnya menjadi fokus beberapa usaha teknik biologi terbaru. Hal ini termasuklan sintesis kromosom buatan pertama di tahun 2008 oleh J. Craig Venter Institute.

“Tujuannya bukan hanya untuk memahami M.genitalium saja,” kata peneliti Jonathan Karr, seorang mahasiswa pasca sarjana biofisika Stanford. “Tapi untuk memahami biologi secara umum.”

 Bahkan pada skala kecil ini, kuantitas data yang disertakan para peneliti Stanford pada sandi sel virtualnya sangat besar. Model finalnya menggunakan lebih dari 1900 parameter yang ditentukan secara eksperimental.

 Untuk mengintegrasi titik data terpisah ini menjadi mesin yang menyatu, para peneliti memodelkan proses biologi individual dalam 28 modul terpisah, masing-masing diatur oleh algoritmanya sendiri. Modul-modul ini kemudian berkomunikasi satu sama lain setelah setiap langkah waktu, membuat keseluruhan yang sangat mendekati perilaku dunia nyata M.genitalium.

Menjelajah sel silikon

Sel yang sepenuhnya komputasional membuka prosedur yang akan sulit dilakukan dalam organisme aktual, serta kesempatan untuk memeriksa ulang data eksperimental.

 Dalam makalah ini, model dipakai untuk menunjukkan jumlah pendekatan ini, termasuk penyelidikan detail dinamika protein pengikat DNA dan identifikasi fungsi gen baru.

 sumber berita

Stanford University.

referensi jurnal:

Jonathan R. Karr, Jayodita C. Sanghvi, Derek N. Macklin, Miriam V. Gutschow, Jared M. Jacobs, Benjamin Bolival, Nacyra Assad-Garcia, John I. Glass, Markus W. Covert. A Whole-Cell Computational Model Predicts Phenotype from Genotype. Cell, 2012; 150 (2): 389 DOI: 10.1016/j.cell.2012.05.044

Evy Siscawati
Facts are the air of scientists. Without them you can never fly (Linus Pauling). Berjalan di pantai, dud dud, berjalan di pantai, dud dud (ESW).
Bergabung dengan 1000 orang lebih dengan kami melalui sosial media

Berlangganan artikel dan berita terbaru dari kami via email


Aktifitas

© 2010 FaktaIlmiah.com. Hak cipta asli oleh faktailmiah
Anda boleh mendistribusikannya dengan mencantumkan referensi dari situs kami.