計(jì)算機(jī)模擬揭示癌癥預(yù)防

致癌物質(zhì)似乎是無處不在，從汽車排氣二手煙。癌癥患者死亡的第二大原因，在美國，研究各種致癌物質(zhì)，對預(yù)防癌癥從發(fā)展中國家可能是第一步。現(xiàn)在，在紐約大學(xué)的研究人員的幫助下，HPC可以給我們必要的手段來抑制癌癥的發(fā)展

高性能計(jì)算資源，幫助研究人員模型癌變那些空氣中的化學(xué)物質(zhì)，稱為多環(huán)芳香烴（PAH），其效果在人類細(xì)胞中的DNA鏈上。致癌物質(zhì)，或化學(xué)物質(zhì)，在這樣一種方式，細(xì)胞復(fù)制失控導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的DNA，進(jìn)行操作，可以分為兩類。一些化學(xué)物質(zhì)破壞的實(shí)際的DNA鏈，使它們更容易抵御。然而，其他人建立更緊密的債券之間的股比之間存在正常的DNA，使它們特別有效的傳播自己的。

高性能計(jì)算的過程中，確定哪些致癌物操縱DNA，以便有效地提供了便利。Broyde的實(shí)驗(yàn)室使用的Longhorn，龍星，游俠在德克薩斯高級計(jì)算中心（TACC）的系統(tǒng)來執(zhí)行這些模擬中，以及在極端科學(xué)與工程學(xué)院發(fā)現(xiàn)環(huán)境與資源。
 
關(guān)鍵就是范德華力，在化學(xué)的力量決定化學(xué)物質(zhì)是如何相互影響的，在原子水平。這些部隊(duì)的建模將使本集團(tuán)的洞察力，對一個(gè)特定的致癌物質(zhì)有關(guān)的DNA鏈，以及涉及的能量移動。

“你可以制作電影，讓你可以看到真正的移動性對整個(gè)系統(tǒng)的動態(tài)軌跡，”Broyde說。的分辨率，以及特定的化學(xué)反應(yīng)與DNA。“你可以看動態(tài)移動和致癌物質(zhì)和DNA彎曲和骨干，這是不是剛性的 - 你可以看到它的存活性。”

這些復(fù)雜的力量和互動模型是不小的壯舉，因?yàn)樗潜匾?，以爭取?jīng)過一段時(shí)間的坐標(biāo)結(jié)構(gòu)。Broyde的團(tuán)隊(duì)需要確定的分子動力學(xué)模擬。這是TACC走了進(jìn)來。

使用TACC的資源，玉琴，蔡，一個(gè)博士后研究的科學(xué)家在Broyde的實(shí)驗(yàn)室，開發(fā)出了一系列的計(jì)算機(jī)模擬。蔡與HPC相結(jié)合的工作讓每個(gè)模擬是正確的可視化和分析。“計(jì)算機(jī)模擬顯示，含有PAH-源性病變的DNA的結(jié)構(gòu)，充滿活力和動態(tài)特性，說：”Broyde。

經(jīng)過模擬三種不同的致癌物質(zhì)兩種不同的配置，Broyde的團(tuán)隊(duì)二苯并[A，L]芘是最有可能導(dǎo)致腫瘤。特定的致癌物質(zhì)據(jù)以Broyde，包含一個(gè)五元環(huán)結(jié)構(gòu)，本身容易“疊加”，人為地穩(wěn)定了DNA，并解除其修復(fù)機(jī)制。

確定的致癌物質(zhì)構(gòu)成最大的風(fēng)險(xiǎn)是很重要的預(yù)防醫(yī)學(xué)，醫(yī)生提醒患者，尤其是，他們應(yīng)該更謹(jǐn)慎周圍Broyde指出，在吸煙者的情況下，化學(xué)品。這項(xiàng)研究也可能導(dǎo)致更有效的化療藥物的發(fā)展。

原文

http://www.hpcwire.com/hpcwire/2012-11-07/computer_simulations_shed_light_on_cancer_prevention.html