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借力数字化推动教育蝶变,数字化教学给我们带来了什么

来源:整理 时间:2022-04-05 07:10:27 编辑:教育知识 手机版

该公司在药物研发过程中使用了其异常详尽的专有数据库,并跟制药企业Invidior合作研发一款成瘾治疗药物。这个数据库记录了每种药物分子的详细信息、采取的不同结构和采取各个结构的频率。“使用VR具有革命意义,因为在突然之间,分子成为我的世界的一部分,我能在我面前的空中操纵它们,就像比较两个橘子和两个苹果,”C4XD的药物化学家托尔斯滕·诺瓦克(Thorsten Nowak)说。

这个VR平台使药物发现“看得见、摸得着”。诺瓦克说,化学家往往是以视觉为导向的人,但他们作为科学家的想象力受到了限制,因为他们不能将分子以非常精细的程度进行可视化呈现。以前,和其他科学家一样,化学家会使用塑料的“球棍”模型来代表药物,但这些模型是静态的。现在,依靠VR技术,他们能看到分子就在他们眼前,以及分子结构的变化范围。

他们在六个月前开始利用4Sight来比较药物分子,这激发了设计药物所必需的视觉想象力。“看电视的时候,你能看见所有的画面,但你永远不可能身在其中,”诺瓦克说,“而VR使分子成为你的世界的一部分,就好像你直接参与其中。你能操纵它们,仿佛它们是你身边的物体一样。”VR技术对C4XD的生物医学团队越来越重要。

因为能获得关于分子的更多信息,科学家们备受鼓舞。他们决定加大对这些信息的利用,在VR中建模,以便可以看到分子的结构,且精度超过二维模型。C4XD希望借此研发更好的药物。“锁”和“钥匙”分子的结构一直在变。在药物发现中,你寻找的是在尽可能多的时候拥有恰当结构的分子。拥有“恰当结构”意味着它不仅更有可能与所涉及的蛋白质(比如管理食欲的食欲素受体)相结合,而且副作用最少。

虽然分子的结构一直在变,但有些分子比其他分子在更多的时候拥有恰当的结构,你要找的就是这样的分子。C4XD首席科学官克雷格·福克斯(Craig Fox)用“锁和钥匙”来做比喻:“你的体内有一把锁,也就是被药物瞄准的蛋白质。药物通常会瞄准体内的一种蛋白质。”你试图找到最好的钥匙,与那种蛋白质相结合。于是,你弄清楚那种蛋白质的结构,看看“已知的钥匙”是否成功地与之结合,产生疗效。

这些已知的钥匙可能不是很好,但并非全无作用。这是你的起点,然后改进。通过这些不精确的模型,你可以设想在一个理想的世界中,可能是什么构成最好的“钥匙”,更准确地治疗疾病,副作用更少。就食欲素而言,你希望找到一种能节制食欲但不会导致失眠的药物。化学家们相信,分子的一个特定结构(被称为‘构象’,即分子中的原子围绕一个化学键旋转,形成略微不同的结构)可以做到这一点:与受体相结合,但不干扰其他功能。

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