Горизонты научного поиска. Грант JSPS-РФФИ в этом году наш
Гранты, 12 февраля 2013
Исследовательские группы двух секторов Лаборатории радиационной биологии (ЛРБ) ОИЯИ – компьютерного молекулярного моделирования (КММ) и фотобиологии – в коллаборации с японскими коллегами из частного Университета Кейо, Йокогама (Yasuoka Laboratory), стали победителями конкурса РФФИ и JSPS (Japan Society for the Promotion of Science – Японского общества продвижения науки) совместных российско-японских исследовательских проектов 2013 года.
Название проекта: "Молекулярно-динамическое моделирование зрительного пигмента родопсина как прообраза оптических и компьютерных элементов" (руководитель проекта доктор физико-математических наук начальник сектора ЛРБ профессор Х. Т. Холмуродов, научное руководство осуществляет академик РАН М.А. Островский). Применение метода молекулярной динамики (МД) к исследованию динамических свойств молекулы родопсина, зрительного пигмента фоторецепторных клеток, весьма актуально: как с точки зрения получения новых фундаментальных результатов о механизмах сверхбыстрых процессов в биомакромолекулярных системах, имеющих важнейшее значение для зрительной рецепции, так и с прикладной точки зрения для создания новых биоэлектронных и фотоэлектронных устройств. Сотрудниками сектора КММ и фотобиологии ЛРБ проведена большая исследовательская работа по изучению структурных и конформационных свойств нативного и мутантного родопсина. Примечательно, что все работы выполняются при широкой международной коллаборации с ведущими исследовательскими центрами Японии и Великобритании.
Японский центр РИКЕН и Центр геномных исследований в РИКЕН–Йокогама (RIKEN-Yokohama Genomic Science Center) предоставляют для этих исследований современные компьютерные технические средства. Эффективное применение компьютерных мощностей центров позволило провести моделирование процессов в условиях, близких к физиологическим. Методы численного эксперимента с использованием МД эффективно дополняют физический эксперимент и позволяют в ряде случаев определить параметры системы, которые недоступны непосредственному экспериментальному измерению. В настоящее время численные эксперименты методом МД становятся мощным инструментом исследования сложнейших биологических процессов с атомной точностью. Цикл научных трудов сотрудников ЛРБ “Применение метода молекулярной динамики к исследованию состояния светочувствительного белка родопсина зрительных клеток сетчатки глаза при темновой адаптации” (авторы М. А. Островский, Х. Т. Холмуродов, Т. Б. Фельдман) был удостоен премии ОИЯИ за 2012 год.
Один из наиболее заметных результатов деятельности сектора КММ ЛРБ в 2012 году связан с успешным проведением юбилейного Российско-Японского международного совещания MSSMBS-2012 «Молекулярно-динамическое моделирование в науках о веществе и биологии», организованного ЛРБ ОИЯИ в Дубне 10 сентября и в Москве, в Институте биоорганической химии РАН, 11 сентября. В этом году заметно увеличилось количество участников совещания, а также расширилась их география. Кроме организаторов – ученых России и Японии – в рамках MSSMBS’12 результаты своих исследований представили ученые из США, Канады, ряда европейских стран (Франции, Италии), Монголии, Египта, стран СНГ.
Открытие 5-го Российско-Японского международного совещания MSSMBS’12
Тематика совещания включала многие аспекты современного компьютерного молекулярного и математического моделирования: исследование фолдинга (укладки) белков на базе методов обобщенных ансамблей; эффекты мутационных замещений в структуре белков; МД и Монте-Карло моделирование радиационно-индуцированных мутаций; моделирование генетических регуляторных сетей в бактериальных и живых клетках; химический и наноструктурный дизайн (кристаллов, жидкостей и полимеров); МД моделирование протеинов (белков); дизайн лекарств (связывание одной молекулы с другой, ферменты, ингибирующая активность); новейшие вычислительные методы МД; МД-компьютеры многоцелевого и специализированного назначений с современной коммуникационной архитектурой.
Участники 5-го Российско-Японского международного совещания MSSMBS’12
Представители ведущих школ молекулярного моделирования – исследовательских институтов и университетов – отметили высокий уровень организации совещания. Было отмечено, что в перспективе MSSMBS может перерасти в масштабную мировую конференцию как ведущий центр общения и сотрудничества ученых всего мира, которые проводят самые широкие исследования в областях создания новых материалов и лекарств, в индустрии нанобиотехнологических разработок и других приложений.
Название проекта: "Молекулярно-динамическое моделирование зрительного пигмента родопсина как прообраза оптических и компьютерных элементов" (руководитель проекта доктор физико-математических наук начальник сектора ЛРБ профессор Х. Т. Холмуродов, научное руководство осуществляет академик РАН М.А. Островский). Применение метода молекулярной динамики (МД) к исследованию динамических свойств молекулы родопсина, зрительного пигмента фоторецепторных клеток, весьма актуально: как с точки зрения получения новых фундаментальных результатов о механизмах сверхбыстрых процессов в биомакромолекулярных системах, имеющих важнейшее значение для зрительной рецепции, так и с прикладной точки зрения для создания новых биоэлектронных и фотоэлектронных устройств. Сотрудниками сектора КММ и фотобиологии ЛРБ проведена большая исследовательская работа по изучению структурных и конформационных свойств нативного и мутантного родопсина. Примечательно, что все работы выполняются при широкой международной коллаборации с ведущими исследовательскими центрами Японии и Великобритании.
Японский центр РИКЕН и Центр геномных исследований в РИКЕН–Йокогама (RIKEN-Yokohama Genomic Science Center) предоставляют для этих исследований современные компьютерные технические средства. Эффективное применение компьютерных мощностей центров позволило провести моделирование процессов в условиях, близких к физиологическим. Методы численного эксперимента с использованием МД эффективно дополняют физический эксперимент и позволяют в ряде случаев определить параметры системы, которые недоступны непосредственному экспериментальному измерению. В настоящее время численные эксперименты методом МД становятся мощным инструментом исследования сложнейших биологических процессов с атомной точностью. Цикл научных трудов сотрудников ЛРБ “Применение метода молекулярной динамики к исследованию состояния светочувствительного белка родопсина зрительных клеток сетчатки глаза при темновой адаптации” (авторы М. А. Островский, Х. Т. Холмуродов, Т. Б. Фельдман) был удостоен премии ОИЯИ за 2012 год.
Один из наиболее заметных результатов деятельности сектора КММ ЛРБ в 2012 году связан с успешным проведением юбилейного Российско-Японского международного совещания MSSMBS-2012 «Молекулярно-динамическое моделирование в науках о веществе и биологии», организованного ЛРБ ОИЯИ в Дубне 10 сентября и в Москве, в Институте биоорганической химии РАН, 11 сентября. В этом году заметно увеличилось количество участников совещания, а также расширилась их география. Кроме организаторов – ученых России и Японии – в рамках MSSMBS’12 результаты своих исследований представили ученые из США, Канады, ряда европейских стран (Франции, Италии), Монголии, Египта, стран СНГ.
Открытие 5-го Российско-Японского международного совещания MSSMBS’12
Тематика совещания включала многие аспекты современного компьютерного молекулярного и математического моделирования: исследование фолдинга (укладки) белков на базе методов обобщенных ансамблей; эффекты мутационных замещений в структуре белков; МД и Монте-Карло моделирование радиационно-индуцированных мутаций; моделирование генетических регуляторных сетей в бактериальных и живых клетках; химический и наноструктурный дизайн (кристаллов, жидкостей и полимеров); МД моделирование протеинов (белков); дизайн лекарств (связывание одной молекулы с другой, ферменты, ингибирующая активность); новейшие вычислительные методы МД; МД-компьютеры многоцелевого и специализированного назначений с современной коммуникационной архитектурой.
Участники 5-го Российско-Японского международного совещания MSSMBS’12
Представители ведущих школ молекулярного моделирования – исследовательских институтов и университетов – отметили высокий уровень организации совещания. Было отмечено, что в перспективе MSSMBS может перерасти в масштабную мировую конференцию как ведущий центр общения и сотрудничества ученых всего мира, которые проводят самые широкие исследования в областях создания новых материалов и лекарств, в индустрии нанобиотехнологических разработок и других приложений.
Игорь КОШЛАНЬ, ученый секретарь ЛРБ ОИЯИ.