Почему до сих пор нет компьютерной симуляция человеческой клетки? Что обычный программист может сделать, чтобы приблизить это?
Аноним
18/02/20 Втр 11:58:01
№1
Клетка это слишком сложная штука. В среднем в клетке несколько десятков миллионов разные белковых молекул, каждая молекула состоит из сотен или даже тысяч аминокислотных остатков, при том вариантов используемых аминокислотных остатков - 20 штук. А еще есть моносахариды, липиды, комплексы липидов и белков, пептиды и свободные аминокислоты, нуклеиновые кислоты, кетокислоты, неорганические ионы, множество рецепторов на поверхности клетке которые находятся в непрерывном движении по ее поверхности и т.д. и т.п.
Что на видео?
>Почему до сих пор нет компьютерной симуляция человеческой клетки?
А зачем?
Вот эти полуебки иследуют что с чем взаимодействует, а хули толку? Как систематизировать все эти знания? Хотя бы блять экспертную ситсему бы какую запили
Думаешь что-то дохуя умное сказал? На самом деле на практике многим из врачей не только латынь, но и анатомия с химией не нужны, потому что они сидят по полуклиникам и вся их работи - открывать больничные и выписывать одни и теже таблетки из утвержденных стандартов.
Сложна, еще много неясных моментов.
судя по прогнозам погоды, которые я смотрю в дс каждый день даже на этом уровне, а он несопоставим с процессами в клетках, всё очень плохо.
и это объясняется просто - не существует точных решений для перехода из ламинарности в турбулентность.
и пока даже не предвидится путь их отыскания.
все модели завязаны на частных случаях, поэтому при резком хаотичном изменении одного из параметров уравнения, которые очень чувствительны к входящим данным дают совершенно разные решения.
в клетках все сложнее и многокомпонентнее.
мой тезис в том, что ты не просто заебешься это моделировать, но то, что ты получишь после моделирования будет давать не очень надежный результат и занимать хуеву тучу ресурсов.
впервые я столкнулся с этим, когда надо было смоделировать поведение намагниченного тела в постоянном но меняющемся в пространстве магнитном поле.
если траектория движения тела нелинейна да еще и с биениями, то в прямом смысле некотрые решения могут просчитываться хуевой теменью итераций путем брутфорса МЕСЯЦАМИ, КАРЛ.
вопрос уровня
"почему нет идеальной симуляции таблицы менделеева"
Моар подобных видосиков.
Если возможно, то особо интересны механизмы кодирования записи и передачи инфы в клетках.
>особо интересны механизмы кодирования записи и передачи инфы в клетках.
>>498493 (OP)
Уже делают, долбоебушка. Идет работа над компьютерной симуляцией червя. Несколько лет.
Но тебя в гугле забанили за дебилизм. так что иди нахуй.
Аноны, доставьте видюшку, что использована на 30 секунде.
Что там вообще изображено?
Помню только, что она на доске, и что какой-то анон сравнивал происходящее с живой машиной Тьюринга.
Сложность вычислений. Средней мощности суперкомпьютеры делают модель молекулы от нескольких часов до нескольких дней
Был знакомый химик, который в магистратуре для своих работ арендовывал университетский суперкомп. А это только молекула вещества, клетки куда сложнее будут
НЕ СЛОЖНОСТЬ, А НЕЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЫЧИСЛЕНИЙ!
Как же все заебали путать это!
Проблема в крайне хуёвых алгоритмах, которые написаны биологами, не специалистами нни в программировании, ни в математике, ни в физике. НО НИКТО НЕ РАБОТАЕТ НАД ОПТИМИЗАЦИЕЙ И НОВЫМИ АЛГОРИТМАМИ!
Эта область является междисциплинарной, она не родная ни для биологов, ни для математиков, ни для програмистов. И вот только поэтому никто ещё не нашёл эффективные алгоритмы, позволяющие полностью, в реальном времени симулировать клетку на обычном ПК с игровой видеокартой.
Всё очень просто. Бери игровые физические движки типа PhysX, и адаптируй для просчёта молекул. И используй хитрые уловки для оптимизации и обхода проблем. Например используй алгоритмы которые имеют например точность на 1% меньше, но затратность в тысячи раз меньше. В некоторых ситуациях можно не делать расчёт каждого атома из миллиардов, а считать какие-то куски как один простой объект.
Биологи перфекционисты поставили слишком высокую планку точности. Если её чуть снизить, можно несколько нобелевоок получить.
Вот! ВОТ ВЧЁМ ПРОБЛЕМА!
Посмотрите этот видос.
Видите разноцветную ебовину вытворяющую ебанутые манипуляции с ДНК?
Вот в чём причина по которой лично вы умрёте из-за недостатка прогресса в биологии. И причина эта - ПУГАЮЩАЯ С ВИДУ СЛОЖНОСТЬ. Приходят в эту область интересующиеся, видят эту ебовину, и говорят: ну нахер.
А на самом деле там всё гораздо проще чем кажется, если не зассать и вникнуть.
Нет ничего более неблагодарного чем лезть в область в которой нет устоявшихся математических моделей. Более того биологи еще хуже чем физики в этом отношении. Чего стоят только рофлы о том, как биологи переоткрыли интегрирование методом прямоугольника в одной из статей.
> биологи переоткрыли интегрирование методом прямоугольника в одной из статей
и что в этом постыдного?
Ты что, не слышал что в каждой области за год нового знания создаётся больше, чем специалист сможет за сто лет прочесть? А чем вникать вообще в параллельные области - проще самому велосипед с нуля изобрести, чем среди кучи хлама непонятного тебе подходящий выковыривать.
но чего не хватает настоящим программистам это знания предметной области. а так, да, ты прав. Игровые движки эмалируют физику и могут отрисоывать всякую хуиту в 3Д.
>и что в этом постыдного?
Это не постыдно. Это уморительно. Это как открыть, что 2+2=4. Также это говорит о полном пиздеце в преподавании математики биологам.
> проще самому велосипед с нуля изобрести
А потом мы удивляемся почему падают самолеты.
>Вот потому ты и умрёшь. Потому что все зассали и никто не начал.
Ну что поделать. Для того чтобы в этом направлении что-то начало двигаться нужно, чтобы пару крупных математиков окнулось в это и привело науку в божеский вид. Добровольцев пока не нашлосьразгребать кучу эмпирического дерьма..
>Ну что поделать.
Как это что? Сделать благотворительный фонд, и финансировать математиков. Сделать премии за успехи в этой области, ПИАРИТЬ тему, потому что даже большинство учёных не в курсе этой проблемы (Тупо считают что нужны дикие вычислительные мощности и всё).
Это же не пустяк, это самая главная проблема человечества. Так что меценаты обязательно найдутся, и миллионы долларов обязательно будут собраны. А миллионы - это и есть то, что нужно математикам чтобы посвятить свою жизнь этой теме.
Человеческой - слишком круто. Вот тебе клетка пиздячей болячки.
Прикиньте как все безнадежно у биологов. Они использовали 900 источников, чтобы собрать всю инфу как работает простейший микроорганизм
> with MATLAB
> with MATLAB
> with MATLAB
> with MATLAB
ну да. Не могут программирование, что и следовало ожидать
> А миллионы - это и есть то, что нужно математикам чтобы посвятить свою жизнь этой теме.
Ты ошибаешься, считая, что всё меряется деньгами. Тех кто уже на позициях, ты никакими деньгами не сманишь, потому что это подразумевает, что из своей уютной области надо идти в область, где ничего систематического нет(и где куча долбоебов не умеющего ничего кроме смотрения в микроскоп. Мало кто решится на подобное.
>>499814
Сунуться это полбеды. Мало у кого хватит сил бодаться с тамошним сообществом.
Хм, а правда, это же одна из главных проблем, решение которой может обеспечить победу!
Это как логичтика на войне, никто из обывателей не знает что это и как важно, но войны выигрываются умением подвезти и увезти в нужное время в нужное место в нужном количестве пушечное мясо, технику и припасы!
900 источников - это настолько огромная работа, что почти никто не станет ею заниматься. Но что можно придумать в такой ситуации? Как вообще можно облегчить эту задачу?
Предположим, что придет человек, который сделает биологию похожей на физику. Модели там, формулы, километровые выкладки. И окажется, что чтобы получать бабос, уже недостаточно просто смотреть в микроскоп. Конечно ничего кроме негативной реакции это не вызовет.
Какие может быть применение? Можно будет индивидуально давать какие-то рекомендацию там толстым людям, худым, маленьким. Выделить узкие места в пищеварении, кровообращении. Моделировать перепады давления, гравитации.
Да даже можно будет смоделировать позы йоги. т. е. посмотреть как меняется кровообращение, если если ты делаешь стойку на голове. Интересно же было бы. Так в чем проблема?
https://deepmind.com/blog/article/AlphaFold-Using-AI-for-scientific-discovery
их алгоритм основанный на нейросетях показал результаты лучше, чем существующие алгоритмы. Надеюсь хоть кто-нибудь зачешится
Манипулировать информацией, людьми, и движениями материальных потоков, в том числе денежных. Я не шучу. Даже лично ты, жирный, немытый неделю, вонючий, заросший, нищий хиккан-ноулайфер, легко можешь организовать благотворитедльный фонд, распеаоить его креативным контентом, виручным маркетингом, публичными акциями, и особенно убеждением и привлечением инфлюенсеров для быдл и заслуженных авторитетов для людей.
Я программист. Если где вообще описание постановки задачи по этим ебучим белкам? Хочу почитать над чем эти пидорасы бьются, вдруг они пишется все на коленке без проблем.
>Хочу почитать над чем эти пидорасы бьются, вдруг они пишется все на коленке без проблем.
Жизнь – это бесконечное броуновское движение частиц и энергий.
Ты хочешь симулировать динамический хаос клетки? Смотри, у тебя в к летке множество молекул находящихся в постоянном броуновском движении. Это хаотическое движение миллионов сложных молекул состоящих из десятков, сотен и даже тысяч атомов, конфигурирующихся в сотни различных функциональных групп между которыми могут протекать тысячи различных реакций, при том будут ли они протекать в данный момент времени в данном месте предскать невозможно так как система представляет собой натуральный динамический хаос. А еще у тебя есть 46 макромолекул состоящих из 3 миллиардов пар нуклеотидов или сотни миллиардов атомов и с этими макромолекулами постоянно идут различные реакции, образуются и разрушаются водородные связи.
Ты даже не осознаешь всю сложность задачи. Вы, программисты, конечно молодцы, но вы зазнались, как физики в 19 веке которые решили, что физика полна и они могут легко понять, объяснить и описать любой процесс. Да, можно сделать "упрощенную" модель живой клетки, так сейчас и делают. Но полностью симулировать работу клетки? Нет пути.
>Тебе вон крутой графоний в игорах запилили, при этом каждый лучик света,
Только вот лучик света он не хаотичен и принципы движения фотонов в разных средах описаны. А вот расскажи как стимулировать броуновское движение миллионов молекул? Вот, например, сейчас все носятся выпучив глаза с этим вирусом, а особенно умные стращают рецептором ACE2 на которые этот страшный . А кто-нибудь задумывался, что это за рецептор? Это белковая молекула состоящая примерно из 800 аминокислотных остатков и этих белковых молекул в клетке не одна и не две, а великое множество, при том ACE2 не зафиксированы намертво на поверхности мембраны, а находятся в непрерывном, хаотическом движении. Ты знаешь как симулировать динамический хаос клетки? Крутой графоний в игорах это вообще ни о симуляции таких систем, даже близко не стоит.
>в данный момент времени в данном месте
И сразу ссу тебе в рот. ЭТО СЧИТАТЬ НЕ НУЖНО ВООБЩЕ.
Не нужно симулировать хаос, не нужно знать где что будет находиться.
Считается форма белка, и считается то как другие белки и молекулы могут к этому белку присоединиться, и считается как белок может гнуться. Всё, больше ничего не нужно.
>Если где вообще описание постановки задачи по этим ебучим белкам?
Люто удваиваю вопрос.
Я могу лишь подсказать сайт molbiol.ru а там раздел "структурная биология". Потому что это единственный форум где я встречал настоящих учёных массово, а структурная биология - это название науки которая и изучает строение и сворачивание белка.
Анон, от прихода программистов в биологию напрямую зависит будущее человечества и жизни лично всех нас. Прошу, не проленись и не забей!
>Не нужно симулировать хаос
Не надо симулировать динамический хаос клетки? ОК.
>Считается форма белка, и считается то как другие белки и молекулы могут к этому белку присоединиться, и считается как белок может гнуться.
Забиваем на движение и реакции происходящие с молекулами моносахаридов, липидов, комплексов липидов и белков, пептидов и свободных аминокислот, нуклеиновых кислот, кетокислот, неорганических ионов, в общем забиваем на все кроме белков, считаем их статичными и говорим что мы сделали симуляцию клетки? Сорри, но это уже придумали до тебя, а ОП хочет полноценную симуляцию, чтобы все было почестному.
>Всё, больше ничего не нужно.
Только вот на симуляции живой клетки это не тянет. Это именно то, что я написал выше -->>500586
>Да, можно сделать "упрощенную" модель живой клетки, так сейчас и делают. Но полностью симулировать работу клетки? Нет пути.
> А вот расскажи как стимулировать броуновское движение миллионов молекул?
мы симулируем не само движение, а движение частиц, которые нас конкретно интересуют. Берем частицу, фиксируем ее координаты далее врубаем генератор случайных числе, который хаотично меняет направление движения этой частницы. Далее моделируем столкновения с другими частицами. Для многих белков мы знаем как они друг с другом взаимодействуют и что получается т. е. не нужно каждый раз моделировать одно и тоже. Просто лезем в базу данных и смотрим как эти частицы взаимодействуют
> Забиваем на движение и реакции происходящие с молекулами моносахаридов, липидов, комплексов липидов и белков, пептидов и свободных аминокислот, нуклеиновых кислот, кетокислот,
Ты говоришь движение случайно. Ну так мы берем генератор случайных числе и вот у нас случайное движение. Нам не нужно знать подробности случайного процесса, если мы можем получить тот же результат генератором случайных числе.
Второе. Все твои молекулу взаимодействуют известным способом, нам ничего не стоит описать это уже известное взаимодействие на языке программирования.
небольшая статейка о сути проблемы с точки зрения атишных наук. Сложность задачи в свертываемости белка в том, что это задача поиска оптимум с перебором огромного числа вариантов. Причем природа это делает за миллисекунды. из чего делается вывод, что природа решает задачу как-то иначе.
>Гугли игра жизнь
И это твое представление симуляции живой клетки? Игра "жизнь"?
>>500663
>Для симуляции движения такой частицы, нам не нужно симулировать каждую молекулу жидкости.
А разве я сказал, что "нужно симулировать каждую молекулу жидкости"? Нет. Речь о паре десятков миллионов молекул белков, аминокислот, моносахаридов и пр. органики (ок, оставим пока неорганические ионы)
>Достаточно знать параметры движения частицы.
Эти параметры носят хаотический, непредсказуемый характер.
>Если этот процесс случайный, то просто знать параметры распределения этой случайной величины
Знать параметры? Расскажи как ты представляешь процесс этого познания?
> И это твое представление симуляции живой клетки? Игра "жизнь"?
Да. Просто правила взаимодействия частиц несколько сложнее. Задача биологов их описать, а программисты заставят модельку крутиться и рисовать красивые картинки.
>А разве я сказал, что "нужно симулировать каждую молекулу жидкости"? Нет. Речь о паре десятков миллионов молекул белков, аминокислот, моносахаридов и пр. органики (ок, оставим пока неорганические ионы)
всего пару десятку миллионов? Херня какая-то. Конечно на ебучем матлабе у вас, биологов ничего не выйдет, потому что надо брать адекватный инструмент и использовать техники оптимизации производительности вашего говнокода и ну и практики кодинга, которые позволят поддерживать сложный проект силами команды кодеров, а не одного батана.
>Знать параметры? Расскажи как ты представляешь процесс этого познания?
Я же тебе уже объяснил про броуновское движение. частница двжется хаотично, для симуляции ее движения нам не нужно знать подробностей. Ты очевидно привел какой-то плохой пример. Случайные процессы легко моделируются генератором случайных числе. Это вообще говно вопрос. Что нам нужно знать так это детали работы всех этих белков, чтобы переложить это в алгоритмы.
Ну есть у тебя хулиард белков. Каждому белку присваиваем переменные характеризующие его положение в пространстве, импульс и направление движения. твой десяток миллионов белков уместится в памяти твоей вчерашней пеки на хуй блядь. Это вообще говно вопрос. Далее на каждой итерации в соотвествии с импульсом двигаем белок в пространстве, проверяем не столкнулся ли он с другим белком. Если столкнулся, смотрим в базе данных как эти два белка взаимодействуют и преобразуем их соотвественно (создаем новый белок или меняем импульсы движения, и какие-то еще параметры) Все очень просто с белками одинакового размера. С большими белками мы можем поступать так: просто выделяя им больше места в виртуальном пространстве. Тут масса способов оптимизировать алгоритм. Вообще пространство у нас будет дискретно, ибо нехуй. Одна единица пространства это один мельчайший объект, который мы моделируем. Большие объекты будут просто занимать больше кубиков пространства. Так что тут надо измерять не количество белков в модели, а количество необходимых кубиков пространства.
> >Достаточно знать параметры движения частицы.
> Эти параметры носят хаотический, непредсказуемый характер.
Вот потому нам суждено подохнуть, потому что биологи дегенераты ебанные. Случайный процесс очень просто моделируется. Если мы знаем, что частица движется хаотична, мы просто двигаем ее хаотично в нашей модели. Не нужно быть демоном Лапласа, чтобы точно знать куда в каждую секунду полетит частица, если нас интересует система в целом
Тоесть тебе нужна методичка и некоторая стандартная информация из некоторой области, но вместо этого ты ищешь страны из которых больше всего публикаций? А как ты искал вообще? В гугле? Ну так поищи как умные люди. Или прекрати страдать хуетой и просто иди куда тебе посоветовали.
>ОП хочет полноценную симуляцию, чтобы все было почестному.
Почему ты считаешь что холтелка двачера важнее чем нужды человечества? Ты совсем тупой? Двачер захотел технологию 2100 года. Её сейчас сделать нельзя. Люди обсуждают как сделать технологию на основе которой в будущем можно будет сделать то что захотел двачер. И ТУТ ТЫ ЗАЯВЛЯЕШЬ ЧТО ЭТО НЕ НАДО ДЕЛАТЬ ПОТОМУ ЧТО МЫ НЕ СМОЖЕМ СРАЗУ УДОВЛЕТВОРИТЬ ХОТЕЛКУ ДВАЧЕРА! Ты совсем ебанутый? Может ты пьян? Или обдолбан? Ты всегда такой тупой? Что ыт делаешь в этом треде тогда?
У симуляции огромные плюсы:
Думаю самая топорная симуляция позволит ученым отрыть что-то новое
Позволит систематизировать знания
Результаты моделирования можно сравнивать с реальными данными и постепенно уточнять пробелы и неточности в нашем знании
Если симуляция будет доступна на обычных пеках, то широкие массы битардов смогут вовлечься в процесс
Нужен квантовый компьютер, потому что к биохимии примыкает - квантовая химия.
ОП, ты реально ебанутый какой-то. Тебе уже по пятому разу на пальцах объяснили, но ты не понимаешь. Гугли "задача трех тел". Всего три тела, не 100 тысяч миллионов, а три простых материальных точки, говно вопрос ведь? Вот как решишь - приходи поговорим.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867412007763
Это симуляция клетки простейшего организма. Нет ничего невозможного. Есть просто среди ученых много дегенератов, вроде тебя, которые тормозят науку, вместо того, чтобы ее развивать.
>>501356 биоинформатика судя по всему занимается какой-то хуитой, а не созданием симуляций
http://madhadron.com/posts/2012-03-26-a-farewell-to-bioinformatics.html
https://simtk.org/projects/wholecell
Бля, Оп, вопрос не корректен. Модель клетки человека. У человека клетки деференцированны, и клетки мышц совсем не похожи на клетки кожи, а они оба нихрена не похожи на нервную ткань.
алгортим:
если результат реакции известен, то выдаем готовый результат (это может быть вероятностная функция, кстати)
если результат неизвестен, то запускаем более сложный алгоритм просчитывающий эту реакцию и затем заносим в базу данных, если алгоритма нет, то шлем задание химикам, пускай выяснят в лаборатории что происходит в такой-то ситуации
>>501498 если мы знаем как это работает, значит мы можем написать алгоритм. если не знаем, то не можем. Вот и все.
>если мы знаем как это работает, значит мы можем написать алгоритм. если не знаем, то не можем. Вот и все.
А если мы и знаем, и не знаем одновременно, находясь в квантовой суперпозиции,
и сначала знаем, а потом не знаем, и ещё и так быстро, как обычно мельтешат все эти вот - кванты?
>если результат реакции известен
>если результат неизвестен
А если он и известен и не известен?
Это чё, блядь, в режиме реального времени, с каждой реальной молекулой - модель реакции сравнивать?
А чуть что-то неправильноп промоделировано, и всё, пиздец,
по эффекту бабочки - сразу же запускается цепочка реакций,
и меняется химическая структура белков, мутации всякие могут происходить.
Это же клетка ебически - сложная система.
Даже обычный гамма-фотон непоглощённый, или бета-распад ядра какого-нибудь, уже может инициализировать подобное.
Как всю эту хуйню высокоточно промоделировать - без квантовой химии, а?