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科研进展

 

生命中心张强锋研究组利用虚拟现实技术开发生物大分子结构在线集成式分析平台

 

  2020年8月3日,生命中心PI、清华大学生命科学学院张强锋课题组在《Bioinformatics》期刊在线发表题为“VRmol:一个大分子结构的集成式在线分析虚拟现实系统”(VRmol: an Integrative Web-Based Virtual Reality System to Explore Macromolecular Structure)的文章。该工作基于虚拟现实技术,开发出了一种全新的、沉浸式的结构可视化和分析的集成式在线分析系统——VRmol。

  结构生物学研究高度依赖于生物分子结构的可视化。该工作将生物大分子和药物分子结构构建在三维虚拟空间中,通过在线实时进行分子结构的建模和渲染,为研发人员提供沉浸式逼真体验,并实现功能丰富的结构分析操作,如旋转平移、片段选取、残基替换、距离角度计算等。并且,VRmol系统连接了大量结构生物学数据库,包括基因组数据库、疾病突变数据库(如TCGA,CCLE,ExAC和dbSNP等)以及小分子药物数据库(如DrugBank)。通过将基因组和疾病相关信息自动映射到三维分子结构上,VRmol能够有效地帮助和拓展分子结构和功能相关研究。另外,VRmol还集成了第三方工具,通过对接预测小分子在靶向蛋白上的结合位点,从而为药物研发或优化提供了一种探索性平台。

图注: A. VRmol系统界面;B. 疾病相关的突变信息在结构上的直观标记;

C. 搜寻药物小分子在靶向蛋白上的最优结合位点。

  2016级生命学院博士生徐魁和刘楠博士为本文的共同第一作者,2019级计算机系博士生徐静乐、生命学院博士生郭春龙、赵玲云博士参与了该工作。张强锋研究员为本文通讯作者。本项目得到了王宏伟教授的指导和北京市结构生物学高精尖创新中心的支持。

  VRmol网址为: https://VRmol.net,使用常用的浏览器(如Microsoft Edge 或者Google Chrome)和VR设备(Windows Mixed Reality,HTC VIVE或Oculus Rift)即可在线完成虚拟现实体验,具体配置和使用指南请见https://VRmol.net/docs。原文链接:https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btaa696

 

 




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