Гудимчук Никита Борисович, д.ф.-м.н., с.н.с. кафедры биофизики физического факультета МГУ; зав. лаб. биофизики цитоскелета ЦТП ФХФ РАН
Александрова В.В., м.н.с. кафедры биофизики физического факультета МГУ
Фёдоров В.А., к.ф.-м.н., н.с. биологического факультета МГУ
Холина Е.Г., к.б.н., ассистент биологического факультета МГУ
Коваленко И.Б., д.ф.-м.н., в.н.с. биологического факультета МГУ
Атауллаханов Ф.И., академик РАН, профессор, д.б.н., научный руководитель ЦТП ФХФ РАН; профессор Университета Пенсильвании
От молекул до клеток: компьютерное моделирование динамики микротрубочек на суперкомпьютере Ломоносов-2
Микротрубочки представляют собой полимеры белка тубулина, которые входят в состав клеточного скелета и играют важную роль в различных аспектах физиологии клеток. Их неравновесная динамика, необычные механические свойства, многообразие функций, а также медицинская значимость в качестве мишеней для препаратов химиотерапии рака на протяжении более тридцати лет стимулировали активные экспериментальные и теоретические исследования микротрубочек. В данном докладе будут представлены результаты компьютерного моделирования микротрубочек нашей группой за последнее десятилетие. Наши вычислительные усилия были направлены на понимание микротрубочек через набор моделей на нескольких пространственных и временных масштабах, начиная с изучения свойств димеров тубулина как строительных блоков и дальнейшего объяснения того, как эти свойства способствуют возникновению процессов на более крупных масштабах, таких как сборка/разборка и генерация сил микротрубочками. Методология включала различные подходы — от полноатомной молекулярной динамики до более "крупнозернистых" вариантов описания, таких как броуновская динамика и моделирование методом Монте-Карло. В докладе мы обсудим некоторые технические аспекты моделирования, такие как вычислительная производительность различных типов симуляций, текущие ограничения и перспективные направления для дальнейшего описания динамики микротрубочек, а возможно, и многих других клеточных систем, с использованием мульти-масштабного подхода.