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      研究人員利用計(jì)算機(jī)模擬來(lái)研究神經(jīng)受體對(duì)尼古丁的反應(yīng)
      
			
      
				2020-01-15 15:23:27
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			  來(lái)源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      吸煙者都知道，尼古丁是很容易上癮的。戒煙很難，這個(gè)習(xí)慣每年奪去700多萬(wàn)人的生命。
      吸煙將尼古丁傳遞給負(fù)責(zé)成癮的神經(jīng)受體，影響神經(jīng)系統(tǒng)并導(dǎo)致成癮。
      一項(xiàng)由布里斯托爾大學(xué)科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的新研究揭示了這些神經(jīng)感受器對(duì)尼古丁的反應(yīng)。
      研究人員使用新的計(jì)算機(jī)模擬方法來(lái)發(fā)現(xiàn)大腦中的受體是如何對(duì)尼古丁做出反應(yīng)的。
      這項(xiàng)研究的關(guān)鍵特征之一是發(fā)現(xiàn)的速度，這要?dú)w功于Oracle云基礎(chǔ)設(shè)施的使用，這使得研究人員能夠在前所未有的短時(shí)間內(nèi)運(yùn)行大量模擬。
      這項(xiàng)工作將計(jì)算化學(xué)家、生物化學(xué)家和研究軟件工程師聚集在一起，共同部署大量模擬云中的尼古丁受體。
      從研究的角度來(lái)看，將使用Oracle的高性能云基礎(chǔ)設(shè)施的時(shí)間縮短到5天是一個(gè)轉(zhuǎn)變。原本需要幾個(gè)月才能完成的計(jì)算，在幾天內(nèi)就完成了。
      這項(xiàng)研究,由布里斯托爾的研究人員與甲骨文合作,云技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵部分的調(diào)查,據(jù)報(bào)道在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志》上的旗艦出版的美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)、世界上最大的科學(xué)協(xié)會(huì),全球領(lǐng)先的提供和化學(xué)有關(guān)的研究。該項(xiàng)目由EPSRC提供資金支持。
      布里斯托爾化學(xué)學(xué)院布里斯托爾計(jì)算化學(xué)中心的艾德里安·穆赫蘭教授是這項(xiàng)研究的合著者，他說(shuō):
      尼古丁很容易使人上癮:戒煙很難。為了理解它為什么如此容易上癮，為了制造分子幫助人們戒煙，我們需要了解它是如何影響神經(jīng)系統(tǒng)的。
      我們已經(jīng)使用模擬來(lái)模擬和理解尼古丁是如何影響大腦中的受體的。利用云計(jì)算的力量，我們能夠展示尼古丁是如何在分子水平上發(fā)揮作用的，這是大腦信號(hào)傳遞的第一階段。這些信息，以及我們正在開(kāi)發(fā)的方法，將有助于開(kāi)發(fā)新的戒煙輔助工具?！?/p>
      研究人員目前正與生命科學(xué)研究所合作，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)模擬尼古丁的分子，并進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，以幫助測(cè)試它們的潛在有效性。這項(xiàng)工作的基礎(chǔ)上，以往的研究使用化學(xué)合成方法開(kāi)發(fā)新的戒煙輔助，這將調(diào)查和測(cè)試在模擬場(chǎng)景。
      吸煙是全球第二大常見(jiàn)的死亡原因，但目前大多數(shù)抗吸煙藥物在減輕戒斷癥狀方面只有中等效果，而且可能導(dǎo)致不良的副作用。我們需要新的、具體和有效的戒煙援助。
      尼古丁是煙草中主要的精神活性物質(zhì)，通過(guò)與大腦中的特定受體結(jié)合而導(dǎo)致成癮。了解尼古丁是如何與這些受體結(jié)合并產(chǎn)生尼古丁“沖動(dòng)”和隨后的渴望是公共衛(wèi)生研究的重點(diǎn)。
      研究中發(fā)現(xiàn)研究人員執(zhí)行450個(gè)獨(dú)立的分子動(dòng)力學(xué)模擬與尼古丁的綁定相關(guān)聯(lián)的生物化學(xué)煙堿乙酰膽堿受體的亞型(α7)在大腦中。他們能夠與其他類(lèi)型的尼古丁受體進(jìn)行比較，識(shí)別受體激活的共同特征。
      該研究還展示了如何將云計(jì)算與更傳統(tǒng)的高性能計(jì)算有效地結(jié)合起來(lái)。
      這項(xiàng)工作表明，嚴(yán)格的模擬可以用來(lái)預(yù)測(cè)幾天內(nèi)對(duì)藥物目標(biāo)的影響。
      在這種快速的時(shí)間尺度上，計(jì)算有助于計(jì)劃和解釋實(shí)驗(yàn)，并將有助于設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)有效的藥物。更廣泛地說(shuō)，使用云計(jì)算進(jìn)行研究的靈活性和其他好處提供了極大地加快發(fā)現(xiàn)速度的潛力。
      			

			
        
      
			
      
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