. Ученые из Стэнфордского университета и из Института Крейга Вентера написали первую программную симуляцию целого организма. Чести стать первопроходцем в высоких технологиях удостоилась бактерия Mycoplasma genitalium, живущая в половых и дыхательных путях людей.

Эта работа — гигантский шаг к полностью компьютеризированным лабораториям, в которых целые эксперименты будут проводиться без помощи традиционного оборудования.

Компьютерная модель может использоваться на ранних стадиях поиска и подбора новых веществ при разработке лекарственных препаратов и в медицинских исследованиях. Для молекулярных биологов модель, обладающая достаточной точностью, станет существенным подспорьем для понимания базовых биологических принципов.

Симуляция была опубликована в пятницу в журнале Cell. Ученые назвали ее «черновиком», поскольку это первая такая попытка смоделировать живой организм целиком — все его 525, в данном случае, генов.

Симуляция, для которой необходимы 128 компьютеров, моделирует жизненный цикл клетки на молекулярном уровне и строит графики взаимодействия 28 категорий молекул — ДНК, РНК, белков и промежуточных продуктов обмена веществ в клетке.

В комментариях к статье колумбийские ученые Петер Фреддолино и Саид Тавазойе пишут, что первая попытка воспроизвести действия свободно живущего микроба заслуживает уважения за смелость и объем проделанной работы, потребовавшей интеграции большого количества данных.

Ученым повезло в том, что эта бактерия хорошо изучена. Во время проверки точности симуляции они использовали более 900 научных исследований, посвященных микоплазме, и изучили более 1,900 различных параметров. Сейчас на симуляцию одного жизненного цикла клетки до деления уходит около 10 часов, в процессе ее генерируется пол-гигабайта данных.

В построении модели ученые использовали подход, схожий с объектно-ориентированным программированием. Программисты разбили свои программы на отдельные модули, которые передавали друг другу информацию и инструкции. Соответственно, смоделированная бактерия состоит из модулей, повторяющих различные функции клетки.

M.genitalium, паразит, вызывающий болезни, передающиеся половым путем, имеет самый маленький геном из всех независимых организмов. Его геном состоит всего из 525 генов.