物理学家开发建模软件在中尺度研究生物膜

尼尔斯-玻尔研究所、哥本哈根大学和南丹麦大学的研究人员最近发布了FreeDTS，这是一个共享软件包，旨在对中尺度的生物膜进行建模和研究，中尺度“介于”更大的宏观水平和更小的微观水平之间

该软件填补了现有生物分子建模工具中一个重要的缺失软件，并能够建模和理解涉及细胞膜的许多不同生物过程，例如细胞分裂

膜形状包含有关细胞生理状态和生物体整体健康的信息，因此这一新工具及其广泛的应用将增强我们对细胞行为的理解，并为诊断感染和疾病（如帕金森氏症）开辟途径。

FreeDTS的发表现发表在《自然通讯》上

共享一个强大的工具，本可以为NBI提供优势。为什么？p> Niels Bohr研究所的Weria Pezeshkian在与南丹麦大学的John Ipsen分享了最初的想法后，在过去五年里一直在开发软件包&mdash；开放给该领域的每一位研究人员使用

通常情况下，实现科学成果的竞争非常激烈，科学进步在发表之前一直保密&mdash；所以这看起来确实是一种非常慷慨的态度。如此慷慨，可能看起来有点天真

Pezeshkian解释道，这是对生物分子建模领域“先驱”的尊重和该领域提供了如此多未回答的问题的事实的奇怪混合，以至于将该工具保密似乎几乎是对科学界的不尊重

“要实现最终目标，有太多的问题和瓶颈需要解决，我们不太可能解决完全相同的问题。然而，偶尔会出现重叠，这是我们推进该领域所付出的值得的代价。

”但还有另一个方面：我们的生物分子模拟和建模社区如此受欢迎和快速增长的原因之一是，我们一直努力让更多的人参与游戏，分享想法、结果和方法，并经常提供直接帮助，而不期望立即获得个人利益

“这种文化是由该领域的早期先驱建立的，例如，后来的先驱，他们总是提倡这种分享和吸引人的方法，所以我们在这方面在很大程度上站在巨人的肩膀上。”

视频显示了数十个五聚体志贺毒素B亚基如何共同作用，使细胞边界变形，从而启动细胞进入。志贺毒素由痢疾杆菌分泌，与多种疾病有关，如腹痛和水样腹泻。了解细胞膜的行为有助于纳米技术设计，防止毒素和病毒进入细胞。它还帮助设计药物输送载体和疫苗，这些载体和疫苗必须进入细胞才能有效。来源：Niels Bohr研究所

生物膜&mdash；它们到底是什么

当你考虑一个细胞时，你可以想象里面有很多小的“工厂”，称为细胞器，在做他们的事情&mdash；被膜包围

细胞还被一种称为质膜的膜包围。但膜不仅仅是一个界面。他们正在积极参与许多进程。它们是由无数不同的分子组成的，它们是动态的，一直在运动

许多疾病都与膜形状不规则和生物分子组织异常有关，因此对膜的研究可以帮助我们了解细胞的状态和生物体的整体健康状况。例如，当神经元的尖峰活性增加，表明能量需求增加时，线粒体的结构就会发生变化，线粒体是一种负责从食物中产生细胞能量包的细胞器（通常被称为细胞的动力来源）

此外，某些疾病，例如阿尔茨海默氏症，与线粒体膜形状的变化有关

计算机模型将提高我们在诊断方面的能力

“目前，我们还不能确切地了解膜形状变化的确切原因是什么，以及它们与某种疾病的诊断之间的确切关系。但在未来的某个时候，实验室中的尝试和错误工作将变得最小，因为随着我们的建模变得更加精确，计算选项的能力不断增强，建模将以难以想象的准确性指导实验。

”我们需要进行大量调整，而且还有很长的路要走，所以在这个共享社区中工作真的很好，因为我们都在研究它的不同方面，”Pezeshkian解释道。>“这可能有点过分，但可能在未来，通过对我们的线粒体进行成像，并利用基于物理的计算机模拟，我们可以说，这个人患有这种特定遗传缺陷的疾病。因此，计算建模的前景相当广阔&mdash；我们还没有到达那里，但我们可以在地平线上看到它。