Courtesy of InterestingEngineering

Mengungkap Rahasia Perbaikan DNA dengan Superkomputer untuk Cegah Penyakit Genetik

14 Mar 2025, 20.38 WIB

110 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Penelitian ini memberikan wawasan baru tentang mekanisme perbaikan DNA dan dampak mutasi genetik.
Simulasi molekuler menggunakan superkomputer sangat penting untuk memahami dinamika kompleks biologis.
Peningkatan pemahaman tentang jalur NER dapat membantu dalam pengembangan pengobatan untuk penyakit genetik dan kanker.

Para ilmuwan dari Universitas Georgia State menggunakan superkomputer Summit untuk mempelajari jalur perbaikan DNA yang rumit yang disebut perbaikan eksisi nukleotida (NER). NER membantu memperbaiki kerusakan pada DNA melalui tiga tahap: pengenalan, verifikasi, dan perbaikan. Salah satu komponen penting dalam proses ini adalah kompleks pra-insisi (PInC), yang dapat berubah bentuk untuk melakukan fungsi perbaikan yang berbeda. Penelitian ini bertujuan untuk memahami bagaimana tubuh memperbaiki DNA dan dapat membantu dalam pengembangan pengobatan untuk penyakit genetik dan kanker.

Tim peneliti menggunakan simulasi dengan perangkat lunak NAMD untuk menganalisis bagaimana komponen PInC bergerak dan berinteraksi. Mereka menemukan bahwa mutasi genetik yang mengganggu fungsi NER dapat menyebabkan penyakit serius, seperti xeroderma pigmentosum, yang meningkatkan risiko kanker kulit, dan sindrom Cockayne, yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan. Penelitian ini memberikan wawasan penting tentang bagaimana penyakit ini muncul dan bagaimana perbaikan DNA dapat dilakukan dengan lebih efektif di masa depan.

--------------------

Analisis Kami: Simulasi dinamik molekular menggunakan superkomputer sangat krusial untuk memahami aspek struktural dan fungsional NER yang kompleks. Penelitian ini membuka jalan bagi pendekatan personalisasi dalam menangani penyakit genetik dengan memfokuskan pada mutasi spesifik yang memengaruhi stabilitas dan fungsi kompleks perbaikan DNA.

--------------------

Analisis Ahli:

Ivaylo Ivanov: Menggunakan simulasi molekuler tingkat tinggi untuk mengungkap dinamika mesin molekuler NER akan memungkinkan pemahaman yang lebih baik tentang asal-usul berbagai gangguan genetik dan mempercepat pengembangan perawatan inovatif.

--------------------

What's Next: Dengan kemampuan komputasi yang semakin kuat di Frontier, penelitian NER akan semakin mendalam, memungkinkan pengembangan terapi genetik presisi yang dapat mengatasi berbagai penyakit terkait mutasi DNA secara efektif.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/us-supercomputer-shows-how-dna-repairs

Pertanyaan Terkait

Apa itu nucleotide excision repair (NER)?

Nucleotide excision repair (NER) adalah jalur perbaikan DNA yang memperbaiki berbagai jenis kerusakan DNA melalui proses yang terstruktur.

Apa peran kompleks pre-incision (PInC) dalam jalur NER?

Kompleks pre-incision (PInC) berperan penting dalam mengatur proses perbaikan DNA pada tahap akhir jalur NER.

Mengapa mutasi dalam protein NER dapat menyebabkan penyakit genetik?

Mutasi dalam protein NER dapat mengganggu fungsi perbaikan DNA, yang dapat menyebabkan kondisi seperti xeroderma pigmentosum dan Cockayne syndrome.

Apa yang dilakukan superkomputer Summit dalam penelitian ini?

Superkomputer Summit digunakan untuk menjalankan simulasi molekuler yang mendalam untuk memahami dinamika kompleks PInC.

Apa rencana penelitian selanjutnya setelah penggunaan Summit?

Rencana penelitian selanjutnya adalah menggunakan superkomputer Frontier untuk mempelajari perbaikan DNA yang terkait dengan gen yang sedang ditranskripsi.