Siêu máy tính mở khóa bí mật của tế bào thực vật, mở đường cho các loại cây trồng mạnh mẽ hơn
Thứ tư, 03-06-2015 | 09:52:35
|
Các nhà khoa học từ Ban nghiên cứu của IBM, Trường Đại học Melbourne và Trường Đại học Queensland đã tiến một bước gần hơn đến việc xác định cấu trúc nano của cellulose - thành phần cấu trúc cơ bản của thành tế bào thực vật.
Những hiểu biết này có thể mở đường cho các giống cây trồng có khả năng kháng bệnh hơn và tăng sự bền vững của ngành công nghiệp bột giấy, giấy và chất xơ - một trong những ứng dụng chính của cellulose. Khai thác sức mạnh của siêu máy tính của IBM, các nhà nghiên cứu đã có thể lập mô hình cấu trúc và tính chất của cellulose ở cấp độ phân tử. Nghiên cứu này là một bước tiến quan trọng hướng tới sự hiểu biết của chúng ta về quá trình sinh tổng hợp cellulose và cách thức thành tế bào thực vật lắp ráp và hoạt động ra sao. Nghiên cứu này nằm trong một chương trình dài hạn để phát triển một mô hình mô phỏng máy tính 3D cho toàn bộ thành thực vật. Cellulose là một trong những hợp chất hữu cơ phong phú nhất trên trái đất với ước tính 180 tỷ tấn được thực vật tạo ra hàng năm. Một thực vật tạo ra cellulose bằng cách liên kết các đơn vị glucose đơn giản lại với nhau để hình thành sợi. Những sợi này sau đó quấn xung quanh tế bào, trở thành thành phần chính của thành tế bào thực vật, cung cấp độ cứng, độ đàn hồi và sự phòng thủ chống lại các yếu tố căng thẳng tác động bên trong và bên ngoài thực vật. Cho đến nay, các nhà khoa học vẫn gặp nhiều thách thức trong việc lập chi tiết cấu trúc của thành tế bào thực vật do sự phức tạp của công việc và bản chất xâm lấn của phương pháp vật lý truyền thống thường gây thiệt hại cho tế bào thực vật. Tiến sĩ John Wagner, Giám đốc Phòng Khoa học Điện toán, Ban nghiên cứu IBM - Úc, gọi đó là một "dự án tiên phong". Sử dụng siêu máy tính IBM Blue Gene/Q tại VLSCI, gọi là Avoca, các nhà khoa học đã có thể thực hiện nghìn triệu triệu tính toán cần thiết để lập mô hình chuyển động của các nguyên tử cellulose. Nghiên cứu cho thấy, trong cấu trúc cellulose, có từ 18 đến 24 chuỗi trong một vi sợi, ít hơn nhiều so với 36 chuỗi được giả định trước đây. Tiến sĩ Monika Doblin, tại Đại học Melbourne cho biết cellulose là một phần thiết yếu trong cấu trúc của thực vật, nhưng quá trình tổng hợp của nó vẫn chưa được hiểu rõ. "Thật khó để tìm hiểu về quá trình tổng hợp cellulose trong ống nghiệm bởi vì một khi tế bào thực vật bị phá vỡ, thì hầu hết hoạt động enzyme bị mất đi, vì vậy chúng tôi phải tìm các phương pháp khác để nghiên cứu sự tạo thành của nó", tiến sĩ Doblin cho biết. "Nhờ vào chuyên môn của IBM về mô hình phân tử và sức mạnh điện toán của siêu máy tính VLSCI, chúng tôi đã có thể tạo ra mô hình của thành thực vật ở mức độ phân tử, và từ đó sẽ giúp có được hiểu biết ở cấp độ mới về sự hình thành của cellulose". Nhà nghiên cứu tại IBM, Tiến sĩ Daniel Oehme, cho biết thành thực vật là rào cản đầu tiên trước mầm bệnh. "Tuy chúng tôi không hoàn toàn hiểu được con đường phân tử của sự nhiễm bệnh và phản ứng của thực vật nhưng chúng tôi đang tìm cách tác động đến thành phần của thành thực vật để làm cho nó có khả năng kháng bệnh nhiều hơn". Thanh Vân - Dostdongnai, theo Eurekalert. |
Trở lại In Số lần xem: 1065 |
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|