បញ្ហា (The Problem)៖ ការសិក្សានេះដោះស្រាយបញ្ហានៃការខ្វះការយល់ដឹងអំពីរបៀបដែលអនុឯកតា α, β1 និង β2 នៃប្រូតេអ៊ីនក្លរ៉ូប្លាស Chaperonin 60 (Cpn60) នៅក្នុងសារាយ Chlamydomonas reinhardtii ផ្គុំចូលគ្នា។ ទោះបីជារចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់របស់ β1 ត្រូវបានគេរាយការណ៍ក៏ដោយ ក៏ដំណើរការនៃការបង្កើតសហធាតុដូចគ្នា (Homo-oligomer) នៅមិនទាន់ច្បាស់លាស់នៅឡើយ។
វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានប្រើប្រាស់ការក្លែងធ្វើសកម្មភាពម៉ូលេគុល (Molecular Dynamics Simulation) រយៈពេល 100 ណាណូវិនាទី ដើម្បីវិភាគប្រៀបធៀបចំណង និងថាមពលរវាងសហធាតុទ្វេ (Dimers) αα, β1β1 និង β2β2។
លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖
| វិធីសាស្ត្រ (Method) | គុណសម្បត្តិ (Pros) | គុណវិបត្តិ (Cons) | លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result) |
|---|---|---|---|
| β1β1 Homo-dimer MD Simulation ការក្លែងសកម្មភាពកុំផ្លេចសហធាតុទ្វេ β1β1 |
មានភាពសុក្រឹតខ្ពស់ក្នុងការបង្ហាញពីភាពអំណោយផលនៃការផ្គុំចូលគ្នា ដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីលទ្ធផលនៃការពិសោធន៍ជាក់ស្តែង (in vitro)។ | ត្រូវការពេលវេលាគណនាយូរ ហើយការសិក្សាត្រឹមសហធាតុទ្វេ (dimer) មិនទាន់អាចបង្ហាញពីរូបរាងកុំផ្លេចធំ (tetradecamer) ទាំងស្រុងបានទេ។ | ថាមពលភ្ជាប់សេរីទាបបំផុតជាមធ្យម -157.51 kJ/mol បង្ហាញពីស្ថិរភាពខ្ពស់បំផុតរវាងម៉ូលេគុល។ |
| β2β2 Homo-dimer MD Simulation ការក្លែងសកម្មភាពកុំផ្លេចសហធាតុទ្វេ β2β2 |
ជួយផ្តល់ការយល់ដឹងពីសក្តានុពលនៃការបង្កើតចំណងនៃអនុឯកតា β2 ដែលជាជម្រើសបន្ទាប់បន្សំ។ | បង្ហាញពីអន្តរកម្មមិនសូវល្អ និងមានកម្រិតថាមពលដែលមិនសូវអំណោយផល បើធៀបនឹង β1β1។ | ថាមពលភ្ជាប់សេរីវិជ្ជមាន 33.11 kJ/mol បង្ហាញពីស្ថិរភាពមធ្យម។ |
| αα Homo-dimer MD Simulation ការក្លែងសកម្មភាពកុំផ្លេចសហធាតុទ្វេ αα |
អាចពន្យល់តាមលក្ខណៈទ្រឹស្តីយ៉ាងច្បាស់អំពីមូលហេតុដែលអនុឯកតា α មិនអាចបង្កើតជាកុំផ្លេចសហធាតុដូចគ្នា (homo-oligomer) បាន។ | ម៉ូដែលបង្ហាញពីភាពរុញច្រានគ្នាខ្លាំង ដែលធ្វើឱ្យរចនាសម្ព័ន្ធនេះមិនមានស្ថិរភាពទាល់តែសោះក្នុងមជ្ឈដ្ឋានទឹក។ | ថាមពលភ្ជាប់សេរីវិជ្ជមានខ្ពស់ខ្លាំង 403.84 kJ/mol បង្ហាញថាវាមិនអាចផ្គុំចូលគ្នាបានឡើយ។ |
ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះទាមទារធនធានកុំព្យូទ័រដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់ (High-Performance Computing) និងកម្មវិធីកុំព្យូទ័រឯកទេសសម្រាប់ធ្វើការក្លែងសកម្មភាពម៉ូលេគុលក្នុងរយៈពេលយូរ។
ការសិក្សានេះពឹងផ្អែកលើទិន្នន័យរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ប្រូតេអ៊ីនមានស្រាប់នៃសារាយ Chlamydomonas reinhardtii និងបាក់តេរី Escherichia coli។ ទោះបីជាម៉ូដែលកុំព្យូទ័រផ្តល់លទ្ធផលគួរឱ្យកត់សម្គាល់ក៏ដោយ ក៏វាអាចមានគម្លាតខ្លះៗពីលក្ខខណ្ឌជាក់ស្តែងនៅក្នុងកោសិការស់រវើក (in vivo)។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ការយល់ដឹងពីចំណុចខ្វះខាតនៃម៉ូដែលកុំព្យូទ័របែបនេះគឺជារឿងសំខាន់នៅពេលចង់យកវាទៅអនុវត្តលើការស្រាវជ្រាវជីវសាស្ត្រក្នុងស្រុក។
វិធីសាស្ត្រជីវវិទ្យាកុំព្យូទ័រ (Computational Biology) នេះមានសក្តានុពលខ្ពស់សម្រាប់ស្ថាប័នស្រាវជ្រាវនៅកម្ពុជា ដោយសារវាមិនទាមទារបន្ទប់ពិសោធន៍គីមីដែលមានតម្លៃថ្លៃឡើយ។
ជារួម ការប្រើប្រាស់ចំណេះដឹងផ្នែកជីវអ៊ិនហ្វូម៉ាទិក និងម៉ូដែលតាមកុំព្យូទ័រ គឺជាជំហានដ៏ឆ្លាតវៃនិងចំណាយតិច សម្រាប់កម្ពុជាក្នុងការជំរុញការស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្រជីវសាស្ត្រឱ្យឈានដល់កម្រិតអន្តរជាតិ។
ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖
| ពាក្យបច្ចេកទេស | ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) | និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition) |
|---|---|---|
| Molecular chaperones (ប្រូតេអ៊ីនម៉ូលេគុលជំនួយ) | ប្រូតេអ៊ីនដែលដើរតួនាទីក្នុងការជួយគាំទ្រនិងរៀបចំទម្រង់ប្រូតេអ៊ីនផ្សេងទៀតឱ្យបត់រុំបានត្រឹមត្រូវ ដើម្បីឱ្យពួកវាអាចបំពេញមុខងារក្នុងកោសិកាបានដោយរលូន ព្រមទាំងការពារកុំឱ្យប្រូតេអ៊ីនខូចទម្រង់និងជាប់គាំងគ្នា។ | ដូចជាមេដោះឬគ្រូបង្រៀនដែលជួយណែនាំកុមារ (ប្រូតេអ៊ីនថ្មី) ឱ្យចេះរៀបចំខ្លួន និងស្លៀកពាក់បានត្រឹមត្រូវមុននឹងចេញទៅខាងក្រៅ។ |
| Homo-dimerization (ការធ្វើសហធាតុដូចគ្នាទ្វេ) | ដំណើរការដែលអនុឯកតាប្រូតេអ៊ីនប្រភេទនិងរូបរាងដូចគ្នាបេះបិទចំនួនពីរ ចូលមកតោងភ្ជាប់គ្នាដើម្បីបង្កើតបានជាកុំផ្លេចប្រូតេអ៊ីនរួមមួយដែលអាចដំណើរការបាន។ | ដូចជាការយកបំណែកល្បែងផ្គុំរូប (Lego) ដែលមានរូបរាងនិងពណ៌ដូចគ្នាចំនួនពីរ មកតភ្ជាប់គ្នាឱ្យក្លាយជារបស់តែមួយដែលអាចប្រើការបាន។ |
| Molecular dynamics simulation (ការក្លែងធ្វើសកម្មភាពម៉ូលេគុល) | ការប្រើប្រាស់ប្រព័ន្ធកុំព្យូទ័រដើម្បីគណនានិងតាមដានចលនារបស់អាតូមឬម៉ូលេគុលនីមួយៗក្នុងរយៈពេលណាមួយ ដើម្បីស្វែងយល់ពីរបៀបដែលពួកវាផ្លាស់ទីនិងធ្វើអន្តរកម្មគ្នាក្នុងបរិស្ថានជាក់ស្តែង (ដូចជាក្នុងទឹក)។ | ដូចជាការប្រើកម្មវិធីកុំព្យូទ័រដើម្បីមើលវីដេអូក្លែងធ្វើនៃការធ្វើចរាចរណ៍របស់រថយន្ត ដើម្បីទស្សន៍ទាយថានឹងមានចលនាបែបណា ឬកកស្ទះនៅទីតាំងណាខ្លះ។ |
| Binding free energy (ថាមពលភ្ជាប់សេរី) | ទំហំរង្វាស់នៃថាមពលទែម៉ូឌីណាមិច ដែលបញ្ជាក់ពីកម្រិតនៃភាពរឹងមាំនៃការតោងភ្ជាប់គ្នារវាងម៉ូលេគុលពីរ។ តម្លៃកាន់តែទាប (អវិជ្ជមានកាន់តែខ្លាំង) បង្ហាញថាការភ្ជាប់គ្នាកាន់តែមានស្ថិរភាព។ | ដូចជាកម្លាំងឆក់នៃមេដែកពីរ បើកម្លាំងទាញចូលគ្នាខ្លាំង (ថាមពលកាន់តែទាប) វានឹងនៅជាប់គ្នាបានយូរនិងមិនងាយរបូតពីគ្នា។ |
| Root mean square deviations (RMSD) (គម្លាតមធ្យមការ៉េឫស) | ការវាស់ស្ទង់គម្លាតជាមធ្យមនៃទីតាំងអាតូមនីមួយៗរបស់ប្រូតេអ៊ីន ធៀបនឹងទីតាំងដើមរបស់វា ដើម្បីវាយតម្លៃថាតើរចនាសម្ព័ន្ធនោះមានស្ថិរភាពកម្រិតណាក្នុងអំឡុងពេលក្លែងធ្វើសកម្មភាពម៉ូលេគុល។ | ដូចជារង្វាស់ប្រៀបធៀបគម្លាតរវាងគំនូសព្រាងប្លង់ផ្ទះ និងសំណង់ដែលសាងសង់រួច បើគម្លាតតូចនិងមិនប្រែប្រួល មានន័យថាសំណង់នោះរឹងមាំល្អ។ |
| MM-PBSA method (វិធីសាស្ត្រ MM-PBSA) | វិធីសាស្ត្រគណិតវិទ្យាប្រើក្នុងជីវវិទ្យាកុំព្យូទ័រ ដើម្បីគណនាប៉ាន់ស្មានថាមពលនៃភាពទាក់ទាញគ្នារវាងម៉ូលេគុលប្រូតេអ៊ីនពីរ ដោយគិតបញ្ចូលទាំងកម្លាំងអគ្គិសនី និងឥទ្ធិពលនៃការរលាយក្នុងបរិស្ថានទឹកជុំវិញ។ | ដូចជារូបមន្តពិសេសមួយសម្រាប់គណនាថាតើកាវបិទវត្ថុពីរតឹងណែនកម្រិតណា នៅពេលដែលវត្ថុទាំងនោះត្រូវបានត្រាំនៅក្នុងទឹក។ |
| Root mean square fluctuations (RMSF) (បម្រែបម្រួលមធ្យមការ៉េឫស) | ការគណនាបម្រែបម្រួលនៃចលនារបស់ផ្នែកនីមួយៗនៃប្រូតេអ៊ីន ដើម្បីកំណត់ថាផ្នែកណាខ្លះនៃម៉ូលេគុលមានភាពបត់បែនខ្លាំង ឬរឹងទន់ខុសគ្នាកំឡុងពេលក្លែងធ្វើសកម្មភាព។ | ដូចជាការវាស់ស្ទង់មើលថាតើមែកឈើមួយណារលាក់ខ្លាំងជាងគេ និងមែកណានៅនឹងថ្កល់ នៅពេលដែលមានខ្យល់បក់។ |
| Hydrogen bonds (ចំណងអ៊ីដ្រូសែន) | ជាកម្លាំងទាញសាញខ្សោយៗរវាងម៉ូលេគុល ដែលកើតឡើងដោយសារអាតូមអ៊ីដ្រូសែនភ្ជាប់ជាមួយនឹងអាតូមមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន ទោះបីវាជាចំណងខ្សោយ តែមានតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការរក្សារូបរាងរបស់ប្រូតេអ៊ីន។ | ដូចជាខ្សែតីឆ្មារៗជាច្រើនដែលគេយកមកជួយចងទាញក្រណាត់តង់ឱ្យចេញជារូបរាង ទោះខ្សែមួយទាញមិនសូវជាប់ តែខ្សែច្រើនរួមគ្នាធ្វើឱ្យតង់រឹងមាំ។ |
ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖
