近期，美國斯坦福大學(xué)和克雷格·文特爾研究所的科研人員研發(fā)出了一款仿真軟件，對(duì)一種生存在人類生殖道和呼吸道中的細(xì)菌——生殖支原體的完整生命周期進(jìn)行了初步仿真，將其所有基因和已知的基因功能都囊括在內(nèi)，而其他計(jì)算機(jī)建模頂多涉及少數(shù)功能或1/3 的基因。在用計(jì)算模擬代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)的道路上，這一重要階段性成果將有助于加深人類對(duì)癌癥、阿爾茨海默氏癥等疾病的理解。

早在10年前，科學(xué)家們就已經(jīng)能夠仿真新陳代謝活動(dòng)，其模型至今仍被廣泛用于研究細(xì)菌、酵母和光合生物。蛋白質(zhì)合成等也另有慣用的模型。這些模型提供了大量細(xì)菌方面的科學(xué)論文，其中900多篇為證明新模型的精確性提供了數(shù)據(jù)支撐醫(yī)學(xué)^教育網(wǎng)搜集整理。

仿真是在一個(gè)由128臺(tái)計(jì)算機(jī)組成的集群上完成的，從分子水平上建模，模型由多個(gè)子模型組成，各子模型對(duì)應(yīng)不同的細(xì)胞功能，使用不同的數(shù)學(xué)運(yùn)算方法。該模型記述了包括DNA、RNA、蛋白質(zhì)和代謝物在內(nèi)的28種分子間的互動(dòng)。首次真正意義上模擬出了細(xì)菌的自由生長情況，被認(rèn)為是計(jì)算生物學(xué)這一新興領(lǐng)域中的一個(gè)重要進(jìn)展，可以和人造細(xì)菌的誕生相媲美。之所以選擇生殖支原體為仿真對(duì)象，是因?yàn)檫@種會(huì)導(dǎo)致性傳播疾病的寄生菌擁有所有獨(dú)立生命體中最小的基因組，僅有525個(gè)基因。