2023-03-28 ローレンスリバモア国立研究所(LLNL)
◆この新しいモデルは、RASと呼ばれるタンパク質と細胞膜相互作用をモデル化することを目的としており、RASの突然変異が人間のがんの約30%に関連している。
◆この研究は、Physical Review Research誌の最新号に掲載されています。
◆この新しいモデルは、動的密度汎関数理論(DDFT)に基づいており、分子動力学(MD)モデルの現在のゴールドスタンダードに近い分解能を維持しながら、秒単位の時間スケールでマイクロンレベルの長さスケールにアクセスできるシミュレーションを可能にします。これらのスケールはMDでアクセス可能なスケールよりも空間的には数百倍、時間的には数千倍長いです。
<関連情報>
- https://www.llnl.gov/news/llnl-scientists-develop-model-more-efficient-simulations-protein-interactions-linked-cancer
- https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.5.013080
多成分細胞膜の動的密度汎関数理論 Dynamic density functional theory of multicomponent cellular membranes
L. G. Stanton, T. Oppelstrup, T. S. Carpenter, H. I. Ingólfsson, M. P. Surh, F. C. Lightstone, and J. N. Glosli
Physical Review Research Published 6 February 2023
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.5.013080
ABSTRACT
We present a continuum model trained on molecular dynamics (MD) simulations for cellular membranes composed of an arbitrary number of lipid types. The model is constructed within the formalism of dynamic density functional theory and can be extended to include features such as the presence of proteins and membrane deformations. This framework represents a paradigm shift by enabling simulations that can access length scales on the order of microns and time scales on the order of seconds, all while maintaining near fidelity to the underlying MD models. These length and time scales are significant for accessing biological processes associated with signaling pathways within cells. Membrane interactions with RAS, a protein implicated in roughly 30% of human cancers, are considered as an application. Simulation results are presented and verified with MD simulations, and implications of this new capability are discussed.
