Superpočítače předvídají struktury nových proteinů

Dnešní superpočítače nelámou pouze rekordy v počtu provedených operací za určitou časovou jednotku, ale pomáhají ...


Dnešní superpočítače nelámou pouze rekordy v počtu provedených operací za
určitou časovou jednotku, ale pomáhají i při vývoji a výzkumu. Tak například
několik předních výzkumných organizací předvídá struktury nových proteinů s
využitím superpočítačů.
Přední mezinárodní bioinformatické výzkumné organizace Glaxo Wellcome, Imperial
Cancer Research Fund, The Swiss Institute of Bioinformatics, Lyon
Bioinformatics Center a společnost Silicon Graphics se dohodly na spolupráci
při důležitém
vědeckém výzkumu nazvaném "3D Crunch".
Třetí v řadě
Od roku 1996 to je již třetí projekt. Výše zmíněné společnosti demonstrovaly
možnosti výpočetní techniky už při realizaci projektu "GeneCrunch" a to přímo
na Internetu. Další výpočetně náročný projekt "SpaceCrunch" sponzorovaný
Silicon Graphics a Triposem se odehrával rovněž na Internetu. Umožňoval totiž
vědcům vyhledávat v největší virtuální chemické databázi právě přes Internet.
Předmětem nejnovějšího projektu "3D Crunch" jsou proteiny a výzkum jejich
struktury pomocí bioinformatických a modelovacích metod. Výzkum je zaměřen na
lepší pochopení procesů chorob, kdy proteiny, viry a bakterie na sebe navzájem
působí. Pochopením tohoto procesu lze vytvořit strukturu nových léků, které s
proteinem buď spolupracují, nebo do něj zasáhnou. Klíčem k poznání je struktura
nebo 3D model proteinu, který pomáhá určit jeho funkci.
Anyalýza ze statisíců sekvencí
Projekt bude analyzovat přes 200 000 proteinových sekvencí ze dvou databází a
bude využívat vyspělé počítačové technologie pro předpověď asi 50 000 nových 3D
proteinových struktur. Tyto struktury budou veřejně k dispozici na Internetu
pro využití v oblasti výzkumu nových léků.
Většina z dosavadních 4 500 známých struktur proteinů byla objevena za cenu
obtížné a dlouhotrvající práce pomocí tradičních laboratorních metod. Díky
výkonu serve-ru byl asi rok potřebného strojového času stlačen na pouhý týden.
Kombinace superpočítačových technologií, vyspělých analyzujících algoritmů a
aplikací nahrazujících laboratorní metody výzkumu tedy významně šetří náklady a
čas při výzkumu nových léků.
Použitý hardware a software
Hardwarovou výpočetní základnou pro 3D Crunch bude server Cray Origin2000 s
architekturou cc-NUMA a se 64 procesory umístěný v European Advanced Technology
Center ve Švýcarsku. Na superpočítači bude využito speciálního softwaru
SWISS-MODEL vyvinutého týmem dr. Manuela Peitsche z Glaxo Wellcome. Program má
za úkol analyzovat 200 000 proteinových řetězců z databází SWISS-PROT a TrEMBL
a předpovědět jejich struktury srovnáním se známými strukturami uloženými v
Protein Databank. Na sekvence, které program SWISS-MODEL nedokáže předpovědět,
bude použita další analýza.
Výpočetní fáze projektu 3D Crunch potrvá asi týden. Výsledná databáze bude
veřejně přístupná přes Internet na serverech společností účastnících se
projektu.
(jam)
8 1234 / jam









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.