О проекте "TANPAKU"

Автор перевода - arenda13

Перевод на BOINC.RU

Оригинал страницы

"TANPAKU" проект, который ставит своей целью атаку проблемы «предсказание структуры белков», используя метод распределенных вычислений. Этот проект развивается при совместном сотрудничестве Yamato lab.(подразделение биологических наук и технологий) и Takeda lab.(подразделение информационных исследований в Токийском Научном Университете. Сейчас завершено подготовительное тестирование в пределах нашего университета и проект открыт для всех добровольных помощников.

Что такое предсказание структуры белков?

Белки играют важную роль в нашей жизни

Белки это неотъемлемая часть нашей жизни. Например, амилаза переваривает крахмал для выработки энергии,гемоглобин переносит кислород по всему телу. Инсулин управляет поглощением тканями тела глюкозы из крови.

Белок, аминокислота и ДНК

Amino acids

Основой белка являются 20 различных аминокислот. Белки это длинный неразветвленный полимер, образованный соединенными в цепочку аминокислотами, где пептидные связи образуются между карбоксильной группой одной аминокислоты и аминогруппой следующей аминокислоты, с высвобождением одной молекулы воды. Порядок аминокислот в белке, другими словами их последовательность и определяет свойства этого белка.

С другой стороны, ген в виде последовательности остатков ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) несет информацию о последовательности аминокислот в белке, который он кодирует. Таким образом, ген является детальным планом и шаблоном для производства белка, а геном, полный набор генов у живущего организма, является «документацией» всего нашего тела. Так как генетическая информация дает нам ключи для выяснения загадок жизни, сотни проектов исследования генетических последовательностей у разных биологических видов проводится по всему миру. Сегодня, геном человека к тому же полностью расшифрован!

Связь между структурой и функцией белка.

Protein structureДостаточно ли расшифровать гены, чтобы понять живое? К сожалению, хотя мы знаем, что каждому гену соответствует белок, который он кодирует, остается сложно сделать вывод о его функции по последовательности аминокислот в нем.

Белки сворачиваются в трехмерную структуру, которая зависит от последовательности аминокислот в белке. В таком виде белок и функционирует в организме. Существует глубокая связь между структурой белка и его функцией. Таким образом, если мы сможем определять структуру белка на основе его аминокислотной последовательности, то эта информация поможет нам предсказать его функцию.

Но у нас нет метода предсказания трехмерной структуры белка только по его аминокислотной последовательности.

Предсказывание структуры белка с помощью компьютерного моделирования

Было интересно научиться предсказывать структуру белка с помощью компьютерного моделирования. И хотя сейчас компьютерные мощности очень сильно возросли, все равно остается трудно даже на современных компьютерах в приемлемое время найти структуры, которые будут сворачиваться в нужную нам форму.

Из-за этого ученые предложили различные способы обхода этой проблемы. В нашей лаборатории мы используем улучшенный метод на основе броуновского движения молекул. Разработанный нами метод уже сейчас дал положительные результаты. Этот метод позволяет нам затрачивать меньшее количество вычислительного времени, чем обычные методы исследования.

Но к заключительной цели предсказывания структуры белка по его аминокислотной последовательности нужно гораздо больше вычислительных мощностей. Чтобы найти такие компьютерные мощности, мы переработали алгоритм и обратили внимание на более мощный компьютерный ресурс.

С этой целью, мы запустили проект распределенных вычислений «TANPAKU».

Что такое распределенное вычисление?

Распределенное вычисление это компьютерная система, которая решает много сложных задач, требующих огромных вычислительных ресурсов, распределяя между компьютерами в сети небольшие кусочки заданий. Самый известный проект распределенных вычислений, это «SETI@home» («SETI», поиск внеземного разума), запущенный в мае 1999 года Калифорнийским университетом в Беркли. В этом проекте данные с радиотелескопов анализируются на предмет поиска радиоизлучения искусственного происхождения, что будет возможным доказательством существования внеземного разума.

BOINC

"TANPAKU" использует "BOINC" (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing).Это программная платформа для распределенных вычислений на компьютерах добровольцев. С помощью BOINC вы сможете использовать мощность своего компьютера в нескольких проектах распределенных вычислений, выделяя для каждого проекта столько ресурсов, сколько вы сами пожелаете. На сегодняшний день много проектов распределенных вычислений, включая SETI@home, ведется на платформе BOINC

 

Назад на BOINC.RU