Физики ТГУ смоделируют воздействие радиации на ДНК для борьбы с онкологией

30 апреля 2019

Физики ТГУ смоделируют воздействие радиации на ДНК для борьбы с онкологией

Ученые лаборатории экспериментальной физики высоких энергий ТГУ вместе с французскими коллегами из университета Бордо приступили к разработке нового подхода моделирования эффектов малых доз радиации на клеточном уровне. Впервые в мире физики смоделируют воздействие радиации на ДНК и рассчитают вероятность развития рака в различных химических и биологических средах, рассказали в пресс-службе вуза.

Это междисциплинарный проект, объединяющий моделирование в физике, биологии и биохимии. Ученые будут исследовать процессы, происходящие в клетке в результате воздействия радиации на молекулы среды и биологические макро-молекулы, а также на последующие физико-химические и биохимические процессы.

При воздействии радиации на организм человека высокочастотные излучения или высокоэнергичные частицы проникают в живую клетку, «выбивая» электроны из молекул, ее составляющих. Если при этом в клетке появляются ионы или ее ДНК повреждается, то клетка не может нормально функционировать. Все эти процессы будут воспроизведены программами математического моделирования в рамках пакета программ Geant4.

«Этот инструмент комплексного моделирования уже используется в ядерной медицине для лечения онкологических заболеваний, а также востребован в космонавтике, например, для подготовки межпланетных экспедиций, поскольку позволяет предсказать эффект воздействия радиации на космонавтов и оборудование во время долгосрочного пребывания в космосе», – объясняет Александр Ходинов, заведующий лабораторией экспериментальной физики высоких энергий ТГУ.

На первом этапе расчеты будут производиться с использованием компьютерных мощностей ТГУ. Ученым предстоит не только объединить все процессы моделирования в одной среде, но также увеличить скорость вычислений с применением аппаратных ускорителей GPU и FPGA (ПЛИС).

Новый проект стал возможен благодаря участию томских физиков в экспериментах ATLAS и CMS на Большом адронном коллайдере (БАК) в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН). Дело в том, что подходы к созданию компьютерных программ для БАК включают в себя разработку методов параллельных вычислений и анализа больших объемов данных, которые сейчас будут применяться для исследования влияния радиации на ДНК.

Распространения электронов и свободных радикалов в результате прохождения 50 МэВ протона в воде

Фото: пресс-служба ТГУ


Похожие новости: