Kerstin Vaqner, Leybnits Yaşlanma İnstitutu – Fritz Lipmann İnstitutu tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

AEGIS, alimlərə standart bir kompüterdə təkamülü simulyasiya etməyə və müxtəlif ekoloji təzyiqlər və genetik məhdudiyyətlər altında ömür uzunluğunun və qocalmanın necə inkişaf etdiyini araşdırmağa imkan verən sərbəst şəkildə mövcud olan bir proqram təminatı vasitəsidir. Müəllif: FLI / Kerstin Wagner; qismən ChatGPT ilə süni intellekt tərəfindən yaradılıb

Niyə bəzi növlər cəmi həftələrlə, digərləri isə əsrlər boyu yaşayır? Yenadakı Leybnits Qocalma İnstitutunun tədqiqatçıları — Fritz Lipmann İnstitutu (FLI) alimlərə standart kompüterdə təkamülü simulyasiya etməyə və müxtəlif ekoloji təzyiqlər və genetik məhdudiyyətlər altında ömür uzunluğunun və qocalmanın necə inkişaf etdiyini araşdırmağa imkan verən sərbəst şəkildə mövcud olan proqram təminatı olan AEGIS hazırlayıblar.

PLoS Computational Biology jurnalında dərc olunmuş yeni bir araşdırmada təsvir edilən platforma, illərlə davam edən inkişaf dövrünü təmsil edir və qocalmanın təkamül biologiyasında mühüm bir mərhələni qeyd edir.

Yaşlanma həyatın sabit bir xüsusiyyəti deyil. Həyat ağacında növlər yaşlanmağa başladıqları zaman, nə qədər tez yaşlandıqları və nə qədər yaşadıqları kəskin şəkildə fərqlənir. Bu müxtəlifliyi hansı təkamül qüvvələrinin yaratdığının başa düşülməsi biologiyanın ən dərin açıq suallarından biridir.

Təkamülü real vaxt rejimində öyrənməyin çətinliyi

Təbiətdəki təcrübələr yavaş və təkrarlanması çətindir; laboratoriya təkamülü illər çəkir. Lakin təkamül artıq silikoda, miqyasda və noutbuk prosessorunun sürəti ilə həyata keçirilə bilər.

AEGIS (Təkmilləşən Genomların Silikoda Yaşlanması), Leybnits Qocalma İnstitutunun – Fritz Lipmann İnstitutunun (FLI) Valenzano laboratoriyasında tədqiqatçılar tərəfindən hazırlanmış çarpaz platformalı, fərdi əsaslı modelləşdirmə çərçivəsidir. O, hər biri yaşa görə sağ qalma və çoxalma ehtimalını müəyyən edən irsi genom daşıyan virtual fərdlərin populyasiyalarını simulyasiya edir.

AEGIS, kənardan sabit tənliklər tətbiq etmək əvəzinə, istifadəçi tərəfindən müəyyən edilmiş şərtlər altında təkamül nəticəsində yaşlanma, ömür uzunluğu və demoqrafik nümunələrin aşağıdan yuxarıya doğru ortaya çıxmasına imkan verir. Yırtıcılardan, parazitlərdən, aclıqdan və mövsümi abiotik stressdən yaranan xarici ölüm halları fərdi olaraq konfiqurasiya edilə bilər.

Cinsi və qeyri-cinsi çoxalma, üst-üstə düşən və üst-üstə düşməyən nəsillər və müxtəlif cinsiyyət mutasiya nisbətləri hamısı dəyişdirilə bilən parametrlərdir. Alət qrafik istifadəçi interfeysi, proqram təminatını yerli olaraq quraşdırmamağı üstün tutan istifadəçilər üçün veb server, daxili vizuallaşdırma və təhlil prosedurları və müxtəlif texniki təcrübələrdən olan tədqiqatçılar üçün əlçatan etmək üçün hazırlanmış tam sənədlərlə təchiz olunub.

Silikada təkamülün davam etməsi

FLI-nin elmi direktoru və nəşrin baş müəllifi professor Dario Rikkardo Valenzano deyir: “AEGIS, tədqiqatçıların virtual orqanizm populyasiyalarının, eləcə də hüceyrələrin müxtəlif selektiv təzyiqlər və ətraf mühit və niş məhdudiyyətləri altında genetik cəhətdən təkamül etməsinə imkan verdiyi silico təcrübələrində işləmək üçün hazırlanmışdır”.

Məqalənin əsas mesajı sadə olduğu qədər də təəccüblüdür: yaşlarına görə sağ qalma və çoxalma şanslarına təsir edən irsi gen modullarını təkrarlayan, mutasiya edən və daşıyan fərdlər populyasiyasını nəzərə alsaq, qocalma cinsi yetkinləşmənin başlanğıcından sonra öz-özünə ortaya çıxır.

Xüsusi yaşlanma proqramı tələb olunmur. Xüsusi molekulyar mexanizmin işə salınmasına ehtiyac yoxdur. Yaşlanma yeni bir izahat gözləyən bioloji bir tapmaca deyil – bu, yaş strukturlu seçim altında irsi variasiyanın ən əsas qaydalarının nəticəsidir, Hamiltonun 1966-cı ildə riyazi olaraq proqnozlaşdırdığı və AEGIS-in indi birbaşa müşahidə edilə bilən və təcrübi olaraq manipulyasiya edilə bilən hala gətirdiyi bir nəticədir.

Professor Valenzano deyir: “AEGIS göstərir ki, bir neçə sadə tərkib hissəsi – replikasiya, mutasiya və ayrı-ayrı yaşlarda yaşama və çoxalmaya təsir edən təkamülləşən gen modulları ilə qocalma qaçılmaz olaraq cinsi yetkinləşmədən sonra ortaya çıxır. Böyük bir sirr yoxdur. Sadəcə təməl təkamül təməllərinin nəticəsidir.”

Klassik təcrübələrin təkrarlanması və genişləndirilməsi

Məqalədə təqdim olunan əsas nümayişlərdən biri, Rouzun 1984-cü ildəki klassik meyvə milçəyi (Drosophila melanogaster) təcrübəsinin hesablama replikasıdır. Bu təcrübədə yalnız ömrün sonlarında çoxalmaq üçün seçilmiş milçək populyasiyaları ardıcıl nəsillər ərzində daha uzun ömür sürmüşdür.

AEGIS bu nəticəni təkrarlayır və genişləndirir: təkamül etmiş populyasiyalar sonradan yüksək xarici ölüm nisbətinə malik simulyasiya edilmiş vəhşi mühitə yerləşdirildikdə, ömür uzunluğu üstünlüyü əsasən yox olur – bu, gecikmiş qocalmanın yüksək təbii təhlükə altında təkamül etməsinin mümkün olmadığı nəzəri proqnozlarına uyğundur.

Bu, AEGIS-in yalnız məlum nəticələri təkrarlamaq üçün deyil, həm də onların sərhəd şərtlərini araşdırmaq və eksperimental olaraq sınaqdan keçirilməsi çətin və ya qeyri-mümkün olan nəticələri ümumiləşdirmək üçün necə istifadə edilə biləcəyini göstərir.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Əlçatan və miqyaslana bilən tədqiqat üçün bir vasitə

Xüsusi təcrübələrdən əlavə, AEGIS, sahə tezlik spektrləri və allel tezlik dinamikası da daxil olmaqla, populyasiya genetik analizlərini dəstəkləyən hərtərəfli demoqrafik, fenotipik və genotipik nəticələr yaradır və istifadəçilərə daxili genetik ölümü xarici ətraf mühitin ölüm səbəblərindən ayırmağa imkan verir.

Ömrün sonlarında ölüm platoları və sağ qalma əyrilərinin düzbucaqlılaşması kimi ortaya çıxan hadisələr model fərziyyələri kimi tətbiq olunmadan təbii olaraq simulyasiyalardan yaranır.

Valenzano deyir ki, “AEGIS ilə noutbukunuzda təcrübələr apara və çoxlu miqdarda məlumat toplaya bilərsiniz”.

“AEGIS, sistem biologiyası və məlumat elminin yaşlanma biologiyası tədris proqramlarında geniş yayılmış bir dilə çevrildiyi bir vaxta təsadüf edir. AEGIS-in nəhayət çıxmasından çox məmnunuq və bu vasitənin təkamülün ömür uzunluğuna və qocalmaya necə təsir etdiyi ilə maraqlanan getdikcə daha çox tədqiqatçı tərəfindən qəbul edilməsini səbirsizliklə gözləyirəm.”

Nəşr detalları