Applying Spatiotemporal Modeling of Cell Dynamics to Accelerate Drug Development

药物开发 动力学(音乐) 计算机科学 纳米技术 药品 生化工程 生物系统 材料科学 系统工程 工程类 物理 医学 药理学 声学 生物
作者
Xindong Chen,Shihao Xu,Bizhu Chu,Jing Guo,Hui-Kai Zhang,Shu-Yi Sun,Le Song,Xi‐Qiao Feng
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (43): 29311-29336 被引量:13
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c12599
摘要

Cells act as physical computational programs that utilize input signals to orchestrate molecule-level protein-protein interactions (PPIs), generating and responding to forces, ultimately shaping all of the physiological and pathophysiological behaviors. Genome editing and molecule drugs targeting PPIs hold great promise for the treatments of diseases. Linking genes and molecular drugs with protein-performed cellular behaviors is a key yet challenging issue due to the wide range of spatial and temporal scales involved. Building predictive spatiotemporal modeling systems that can describe the dynamic behaviors of cells intervened by genome editing and molecular drugs at the intersection of biology, chemistry, physics, and computer science will greatly accelerate pharmaceutical advances. Here, we review the mechanical roles of cytoskeletal proteins in orchestrating cellular behaviors alongside significant advancements in biophysical modeling while also addressing the limitations in these models. Then, by integrating generative artificial intelligence (AI) with spatiotemporal multiscale biophysical modeling, we propose a computational pipeline for developing virtual cells, which can simulate and evaluate the therapeutic effects of drugs and genome editing technologies on various cell dynamic behaviors and could have broad biomedical applications. Such virtual cell modeling systems might revolutionize modern biomedical engineering by moving most of the painstaking wet-laboratory effort to computer simulations, substantially saving time and alleviating the financial burden for pharmaceutical industries.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
MouLi完成签到,获得积分10
刚刚
yaolei完成签到,获得积分10
刚刚
友好的冥王星完成签到,获得积分10
刚刚
科研女仆完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
吴乐盈完成签到,获得积分10
2秒前
立冬完成签到,获得积分10
3秒前
yxt完成签到,获得积分10
3秒前
tingi完成签到 ,获得积分10
4秒前
哈基米完成签到 ,获得积分10
5秒前
zz完成签到 ,获得积分10
6秒前
晚弦渡完成签到 ,获得积分10
6秒前
yuci发布了新的文献求助10
7秒前
热情的采枫完成签到,获得积分10
7秒前
sai完成签到,获得积分20
7秒前
LHL完成签到,获得积分10
8秒前
Aaron完成签到 ,获得积分10
9秒前
Panini完成签到 ,获得积分10
9秒前
梅特卡夫完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
尤瑟夫完成签到 ,获得积分10
13秒前
小小完成签到 ,获得积分10
14秒前
小玲子完成签到 ,获得积分10
15秒前
可乐发布了新的文献求助10
16秒前
Jason发布了新的文献求助10
17秒前
钟爱小奏完成签到,获得积分10
19秒前
肉片牛帅帅完成签到,获得积分10
20秒前
阔达语儿完成签到,获得积分10
22秒前
化身孤岛的鲸完成签到 ,获得积分10
23秒前
LIKUN完成签到,获得积分0
23秒前
无限萃完成签到,获得积分10
24秒前
jixuchance完成签到,获得积分10
25秒前
海底烤鱼饭完成签到,获得积分10
26秒前
DOUBLE完成签到,获得积分10
27秒前
此生不换完成签到,获得积分10
27秒前
刘大白完成签到,获得积分10
28秒前
lifeng完成签到 ,获得积分10
31秒前
wuda完成签到,获得积分10
31秒前
成功的强完成签到,获得积分10
33秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
Research Methods for Applied Linguistics 500
Picture Books with Same-sex Parented Families Unintentional Censorship 444
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6414035
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8232681
关于积分的说明 17476731
捐赠科研通 5466713
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2888499
邀请新用户注册赠送积分活动 1865327
关于科研通互助平台的介绍 1703234