Daun

136 juta model atom: para ilmuwan mensimulasikan fotosintesis

Photo by Kaboompics .com from Pexels

Proyek ini diprakarsai oleh mendiang profesor fisika Klaus Schulten dari University of Illinois, yang meneliti pemahaman dan representasi interaksi atom sistem kehidupan. Kelompok penelitiannya memodelkan kromatofor, bagian penyerap cahaya dari sel yang melepaskan energi kimia dalam bentuk molekul yang disebut ATP. Kromatofora ini ditemukan dalam sel tanaman dan juga pada beberapa bakteri.

Mereka berkerja seperti sel suryanya sel. Dengan kompleks antenanya, mereka menyerap cahaya dan melepaskan energi dalam bentuk ATP untuk semua aktivitas sel lainnya, ” jelas Ulrich Kleinekathöfer. Profesor fisika teoretis di Jacobs University mengerjakan proyek ini bersama dengan mahasiswa doktoralnya Ilaria Mallus. Berdasarkan data tim Amerika, mereka melakukan perhitungan mekanika kuantum untuk model.

Untuk mengetahui bagaimana sistem ini bekerja, kelompok penelitian internasional membedah kromatofor dengan setiap alat yang tersedia, dari percobaan laboratorium melalui atomic force microscopy hingga inovasi perangkat lunak.

Semua bagian disatukan kembali dalam model atom 136 juta, yang berperilaku seperti aslinya di alam. Ini berkat bantuan superkomputer yang sangat kuat. “Simulasi standar bekerja dengan sekitar 100.000 atom, model ini 1.000 kali lebih besar, ini merupakan kemajuan ke dimensi baru,” ucap Kleinekathöfer.

Sejauh ini, para peneliti biasanya hanya mampu mensimulasikan protein individu. Model ini menunjukkan interaksi dari banyak protein di sepanjang rantai proses keseluruhan, dari penyerapan cahaya hingga produksi ATP.

Pada titik tertentu, kita akan dapat mensimulasikan seluruh bakteri atau sel, “ jelas Kleinekathöfer.” Ini menjadi langkah penting menuju tujuan itu”

Jurnal Referensi:

Abhishek Singharoy, Christopher Maffeo, Karelia H. Delgado-Magnero, David J.K. Swainsbury, Melih Sener, Ulrich Kleinekathöfer, John W. Vant, Jonathan Nguyen, Andrew Hitchcock, Barry Isralewitz, Ivan Teo, Danielle E. Chandler, John E. Stone, James C. Phillips, Taras V. Pogorelov, M. Ilaria Mallus, Christophe Chipot, Zaida Luthey-Schulten, D. Peter Tieleman, C. Neil Hunter, Emad Tajkhorshid, Aleksei Aksimentiev, Klaus Schulten. Atoms to Phenotypes: Molecular Design Principles of Cellular Energy MetabolismCell, 2019; 179 (5): 1098 DOI: 10.1016/j.cell.2019.10.021

Tautan ke artikel asli: THE 136 MILLION ATOM-MODEL: SCIENTISTS SIMULATE PHOTOSYNTHESIS / Jacobs University

Diterjemahkan oleh saintifia dengan seizin dari yang bersangkutan, segala kesalahan penerjemahan menjadi tanggungjawab kami.