Skip to main content
Biomedicina Computațională: Bioinformatica întâlnește Biofizică și Biologia

Biomedicina Computațională: Bioinformatica întâlnește Biofizică și Biologia

Receptorii cuplați la proteina G (GPCRs) sunt cea mai mare clasă de receptori membranari, mediind efectele hormonilor, neurotransmițătorilor sau cele ale stimulilor vizuali. Astfel, în fiecare an, aproximativ o treime din medicamentele aprobate de Food and Drug Administration din Statele Unite ale Americii țintesc de fapt un GPCR.


Prin analize bioinformatice, modelare computațională și simulări de dinamică moleculară, putem studia structura tridimensională a receptorilor, modul în care se activează și cum interacționează cu diferiți liganzi. Design-ul rațional de medicamente permite identificarea de compuși care se leagă specific la GPCRs și modifică selectiv activitatea acestora. Bioinformatica și biofizică computațională accelerează așadar descoperirea de noi terapii, reducând costurile și timpul necesar dezvoltării de medicamente eficiente și sigure.
Prin acest proiect, elevii pot lua un prim contact cu diferite tehnici de studiu computațional al unor biomolecule de mare interes așa cum sunt receptorii GPCR, implicați în diabet, Parkinson, Alzheimer sau în diferite tipuri de cancer.

Descrierea proiectului de cercetare

Activități teoretice:

  • Prezentare de noțiuni introductive despre receptorii GPCR, incluzând structura generală, mecanismele lor de funcționare și importanța lor ca principale ținte terapeutice în dezvoltarea de medicamente.
  • Identificarea bolilor în care acești receptori sunt implicați, cu aprofundarea unui studiu de caz pe un receptor selectat, pentru a înțelege legătura dintre structură, dinamică și funcție.
  • Prezentarea noțiunilor fundamentale despre simulările de dinamică moleculară.

Activități practice:

  • Explorarea și utilizarea bazelor de date pentru identificarea receptorilor membranari relevanți studiului.
  • Generarea de modele computaționale ale sistemelor biologice și vizualizarea acestora cu ajutorul pachetelor software specializate.
  • Analiza și prelucrarea datelor obținute în urma simulărilor de dinamică moleculară, pentru a interpreta proprietățile structurale și funcționale ale sistemelor modelate. Simulările utilizate vor fi preluate din baza de date GPCRmd, care oferă resurse specializate pentru studiul dinamicii receptorilor GPCR.

Cuvinte cheie

Fizică, Biologie, Biomedicină, Biofizică Computațională, Bioinformatică, Receptori Membranari, Medicamente, Modelare, Software, Baze de Date.

Cerințe specifice pentru candidați

  • Noțiuni fundamentale de fizică, biologie și chimie: tipuri de legături chimice, interacțiuni intermoleculare, celula umană și elementele componente ale celulei, tipuri de biomolecule.
  • Nu este obligatoriu să aibă cunoștințe de programare și de lucru cu baze de date, însă orice experiență anterioară constituie un avantaj.
  • Să fie curioși și dornici să își dezvolte atât abilitățile de lucru în echipa, cât și capacitatea de a gestiona sarcini individuale

Mentori şi afilieri

  • Prof. Univ. Dr. Ana-Nicoleta Bondar
    (UB-FF)
    Facultatea de Fizică, Universitatea din București
  • Denisa-Sonia Andronic
    (UB-FF)
    Facultatea de Fizică, Universitatea din București
  • Ioana-Daniela Dumitru
    (UB-FF)
    Facultatea de Fizică, Universitatea din București
  • Alina-Maria Halaicu
    (UB-FF)
    Facultatea de Fizică, Universitatea din București

Locul de desfășurare

  • Laboratorul de Biofizică Computațională, Facultatea de Fizică
    Facultatea de Fizică, Universitatea din București

Alte teme din această ediție