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VR-从游戏到科学

早在1950年,科学家们就通过物块和线匝组装出了蛋白质模型,以便观察微观分子。这个模型帮助科学家们了解,蛋白质是如何工作以及如何与药物结合的。之后,计算机成像代替了之前的实物模型,这样的方式使得模型变得更加精细丰富,但似乎也少了点什么。

而如今诺华的药物研发人员,正试图将这缺少的部分给填补回来。这次他们不会用物块和线匝组成的蛋白质模型,而是通过VR(虚拟现实)技术,以一种沉浸式的数字方式展现蛋白质。

诺华生物医学研究所(NIBR)全球发现化学系的研究人员维克多·霍纳克(Viktor Hornak)正在推动一项努力,使VR工具适用于药物设计过程。他和他的同事们认识到虚拟现实技术可以帮助药物猎人更快地通过缓和药物之间的交流来提高新药的分子组成。

VR-从游戏到科学

霍纳克和他的同事再2016年时,决定要实现这项技术,于是他们花费了700美元,准备好了。。。他们需要玩的VR游戏。但是对于这些药物研究人员来说,他们拿到的VR,和没有联网的智能电视一样鸡肋,他们没有软件的支持。

因此Hornak与诺华公司的IT专家合作开发了一种软件,该软件可以将蛋白质结构的信息-分子中每个原子的位置及其机器的形状-转化为三维虚拟视图。有了这个软件,这个团队就可以使用VR耳机让自己沉浸在蛋白质中,四处游走。“我们花了很多时间观察结构,并试图了解它们如何与我们的药物相互作用。在虚拟现实中,我和药物一样大,我在观察周围的蛋白质相互作用,“霍纳克说。“在平板电脑屏幕的限制下,你不能这样做。三维视图更自然.“

在药物设计的早期阶段,当化学家和生物学家需要就蛋白质与潜在的小分子药物的相互作用交换许多想法时,这些分子行走是非常有用的。这些对话可能很棘手,因为研究人员来自不同的科学背景,并不总是说同一种语言。有了虚拟现实原型系统,科学家们就可以一起走过一个化学结构。同时看到同样的事情可以帮助他们更快地找到最好的方法来调整药物的化学成分,使其更容易融入蛋白质的机制,并更有效地改变蛋白质的功能,以减缓或阻止疾病的发生。

“当我第一次有机会爬进一种蛋白质并四处走动的时候,我就被吓坏了,”全球发现化学的计算机辅助药物发现小组的执行主任JoséDuca说。“VR可以让我们以我们从未见过的方式看到这些分子。仍有许多工作要做,但这项技术有可能给我们提供能够加快药物发现进程的洞察力。“

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