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虚拟现实技术帮助人类找到疾病根源

时间:2010-07-18 10:34:52 来源:中视典数字科技

如何了解蛋白质的结构?如何帮助我们看到其内部构造?近日美国阿肯色州大学的一位教授帮我们找到了方法。

阿肯色州大学的生物化学专业西顿教授同一家先进的视觉化公司合作研发了一款计算机程序、与虚拟现实投影系统。该虚拟现实系统可以让人们看到比真实物体大出很多倍的3D蛋白质虚拟现实影像。并且这些虚拟现实影像可以让科学家们走入其中,身处蛋白质的内部。这项发明可以让人们更有兴趣去研究蛋白质结构和功能。

“蛋白质具有复杂的分子结构,”西顿教授告诉我们。蛋白质由氨基酸构成,其分子具有一定特征并拥有独特的聚合物支链。发酵的蛋白质由466个氨基酸组成,其中最大的由27000个氨基酸组成。这些氨基酸互相作用使得每个蛋白质都形成了特殊的结构,不同的结构形成不同功能的蛋白质。

自从发现蛋白质是人们很多疾病的根源以来,科学及们就一直致力于研究疾病产生的机理。例如海港形状蛋白质就是引起人们患感冒的流感病毒。葡萄球菌可以产生有毒的蛋白质让人体产生多种炎症。如果科学家研究出如何抑制这些蛋白质就能帮助治疗或预防各类疾病。

科学家发现检查不同两类的蛋白质相互作用的过程是单调乏味并且几乎不可能实现的,因为蛋白质是体积微小、结构复杂。西顿教授与这家视觉化公司研发出的“激活移动”虚拟现实系统是一个3D分子可视化程序。这套虚拟现实系统允许研究人员自由放大蛋白质的显示尺寸,并可以从任意角度去检视蛋白质的结构,这套虚拟现实蛋白质演示系统对于研究人员了解蛋白质的结构和功能起着至关重要的作用。

“使用这套虚拟现实蛋白质演示系统,我们可以回答以前很多关于蛋白质相互作用的疑问。例如,有毒的蛋白质是如何产生作用的?蛋白质是否能形成线状排列与渠道传播?如果能,那将是什么样子?我们能否阻止它?”西顿教授说“这套虚拟现实系统对我们下一步的研究起到了指导作用。”

许多蛋白质,例如葡萄球菌中呈蘑菇状的毒素,通过固定渠表现出其功能,实现与其它细胞相互作用。通过虚拟现实蛋白质演示系统,科学家可以确定哪种类型的交互作用可以阻止有毒蛋白质发挥作用,或者通过虚拟现实技术对蛋白质进行修改,观察修改后的蛋白质是否能起到停止感染其它蛋白质。这一切都是通过虚拟现实软件与虚拟现实展示系统实现的。

“感谢美国国立卫生院,这个项目获得了专项资金支持,并已经研发出成型的虚拟现实产品”西顿教授告诉我们,“浸入式虚拟现实系统给我们提供了另一条新的获取专业信息的渠道。”

“激活移动”虚拟现实系统包括一个3D背投显示系统、一台计算机、虚拟现实头盔、耳机、虚拟现实手套、虚拟现实专业软件以及其他支持产品。

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