La réalité virtuelle aide l'Université de Sheffield à comprendre les processus moléculaires

Les biotechnologues de l'Université de Sheffield utilisent un ensemble avancé de projecteurs, ordinateurs spécialisés et logiciels personnalisés pour créer un système de réalité virtuelle ActiveWall qui vous permet de visualiser et d'interagir avec des données moléculaires en 3D stéréoscopique. Il s'agit d'un système de visualisation 3D interactif qui suit les mouvements et permet aux utilisateurs de s'y retrouver et de récupérer et manipuler des composants en temps réel..

Groupe de biologie structurale du Krebs Institute de l'Université de Sheffield, au sein du Département de Biologie Moléculaire et Biotechnologie, ont récemment installé un système de réalité virtuelle (VR) Logiciel ActiveWall et VR pour PyMOL de Virtalis, qui permet de visualiser et d'interagir avec des données moléculaires en 3D stéréoscopique.

Le groupe de biologie structurale se concentre sur la structure atomique des macromolécules biologiques.. En comprenant ces structures, Ils espèrent élucider la relation entre structure et fonction. Le groupe utilise quatre techniques complémentaires pour explorer les cellules et les molécules en détail atomique – Cristallographie des protéines aux rayons X, spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN), cryo-microscopie électronique (cryoEM), et bioinformatique.

ElDr. Patrick Boulanger, chercheur en cristallographie des protéines au sein du groupe, a expliqué: “Les protéines de nos cellules sont en réalité des machines moléculaires. Ils sont également très petits, étant généralement seulement 2 un 10 nanomètres de diamètre. Cependant, dans cette petite taille, Chaque molécule protéique comprend entre 1.500 oui 20.000 atomes individuels. L’étude de ces structures complexes peut parfois être époustouflante, oui, généralement, nous avions besoin de grands modèles en polystyrène ou en bois pour représenter les structures. il y a vingt ans, Il a fallu entre un et cinq ans pour déterminer une structure. Maintenant, nous pouvons avoir cette structure en moins d'une semaine avec la création du cristal. Les biologistes structuralistes sont depuis longtemps à l’avant-garde de ce que les ordinateurs peuvent faire, en raison des exigences énormes imposées par le graphisme moléculaire. L’arrivée de la vision 3D stéréoscopique représente un nouveau bond en avant, parce que nous pouvons voir beaucoup plus de la structure sans devenir confuse. ”

Visualisation moléculaire 3D

Le Virtalis ActiveWall est un système de visualisation 3D interactif, immersif, qui est basé sur la technologie de vision stéréoscopique active et dispose d'un affichage personnalisé, un ordinateur spécialisé, un logiciel Virtalis personnalisé et un projecteur Christie MirageS+6K, un projecteur stéréoscopique 3 puces DLP, Résolution SXGA+ (1400×1050) oui 5.500 lumens. Les mouvements dans l'environnement ActiveWall sont suivis à l'aide d'un système de suivi. Cette fonctionnalité supplémentaire modifie le point de vue des images en fonction de la position et de l'orientation de l'utilisateur dans la scène pour donner une impression naturelle et précise de rapport et d'échelle.. Le contrôleur portable améliore encore l'expérience immersive. L'utilisateur peut naviguer dans le monde virtuel, sélectionner et manipuler les composants en temps réel et prendre des décisions à la volée. Grâce aux travaux réalisés par le Dr.. James F.. Hinton, Professeur, Collège de chimie et de biochimie, Université de l'Arkansas, Virtalis a développé un logiciel de réalité virtuelle pour PyMOL, le plus utilisé dans les applications de visualisation moléculaire 3D.

ElDr. Boulanger ajouté: “Notre ActiveWall nous permet de partager nos résultats avec des collègues, travailler avec des collaborateurs et, bien sûr, enseigner. Précédemment, J'avais utilisé un moniteur 3D, mais l'ActiveWall donne une vision que vous ne pourriez pas obtenir avec le moniteur, puisqu'il a également été élargi. Je peux désormais zoomer sur l'écran pour examiner une zone en détail et le reste de la molécule reste visible. C'est un excellent support pédagogique, Nous l'utilisons pour aider les étudiants à comprendre des structures moléculaires complexes. En plus, C'est un formidable outil de travail collaboratif. On peut constituer un groupe d'une douzaine de personnes non spécialisées qui s'intéressent toutes à la même chose., permettre des discussions productives sur les différentes structures. Nous travaillons avec des chimistes pour concevoir des molécules capables de se lier et d'inhiber les protéines essentielles des bactéries, ce qui mènera à de nouveaux agents anti-infectieux pour lutter contre la résistance croissante aux médicaments.. Nous collaborons avec des sociétés pharmaceutiques pour comprendre la relation entre structure et fonction à mesure que nous progressons vers une médecine personnalisée.. Une fois que vous commencez à examiner ces interactions, la complexité augmente encore et nous avons vraiment besoin de cette troisième dimension.. “