Slika 1. Raspodjela 250,000 dobrovoljaca uključenih u Folding@Home mrežu.
Cilj istraživanja i moguće aplikacije
Biomolekule (proteini, DNA, uglijkohidrati i drugi) se kreću, fluktuiraju i mijenjaju strukturu. Baš ta njihova dinamika predstavlja poveznicu između strukture s jedne, i funkcije s druge strane. Dok eksperimentalne metode bez sumnje prave velike korake naprijed, trenutno jedini način za istraživanje biomolekularne dinamike na razini jedne molekule uz femtosekundnu rezoluciju je uz pomoć računarskih simulacija. Središnja tema naših istraživanja je razvijanje i primjena teorijskih i računarskih pristupa, posebice distribuiranog računanja na internetskoj mreži, za proučavanje biomolekularne dinamike i utjecaja koji ona ima na naše razumijevanje veze strukture i funkcije.
Moguća područja primjene računarskih simulacija biomolekula pokrivaju širok raspon od biotehnologije do nanotehnologije do racionalnog dizajna lijekova, odnosno drugim riječima, svih područja u kojima razumijevanje funkcije biomolekula izravno ovisi o razumijevanju njigove dinamike na razini atoma.
Detalji projekta
Distribuirano računanje na internetskoj mreži (“grid-computing” ili “distributed computing”) nova je paradigma u svijetu računarskih znanosti i idealan resurs za rješavanje računarski zahtjevnih projekata koji se mogu trivijalno paralelizirati. Središnja ideja i ambicija distribuiranog računanja je efikasno korištenje ogromnog računarskog potencijala osobnih računala širom svijeta umreženih putem interneta. S tom idejom vodiljom, u grupi prof. Vijay S. Pandea na sveučilištu Stanford u Kaliforniji 2000. godine pokrenut je Folding@Home projekt u kome volonteri širom svijeta poklanjaju vrijeme na svojim osobnim računalima u znanstvene svrhe: kad god korisnik ne koristi računalo u svoje svrhe, umjesto praznog hoda (uz gotovo ekvivalentnu potrošnju električne energije) računalo izvodi molekularnu dinamiku u sklopu projekata znanstvenika uključenih u Folding@Home. Mreža trenutno broji oko 250,000 računala širom svijeta i jedan je od najmoćnijih računarskih resursa na Zemlji. U sklopu rada na MEDILS-u, kao jedan od osnivača Folding@Home projekta, moja grupa i ja koristit ćemo Folding@Home mrežu za svoje računarske potrebe. Trenutno, radimo na uspostavljanju drugog kontrolnog centra mreže (uz Stanford) na MedILS-u u Splitu i njenoj primjeni u računarskoj biofizici.
Slika 2. Molekularne strukture proteina vilinska perjanica modelirane računarskih metodama
Što se samog laboratorija Računarske biofizike makromolekula tiče, on postoji od početka 7. mjeseca 2007. i trenutno prolazi kroz fazu rasta i ekspanzije, što se tiče i znanstvenog osoblja i infrastrukture. Aktivno regrutiranje novih doktorskih studenata iz Hrvatske i svijeta je u tijeku, i plan je da se grupa udvostruči u slijedećih godinu dana.
O voditelju projekta:
Dr. Bojan Žagrović, rođen u Zagrebu, diplomirao je biokemijske znanosti 1997. na sveučilištu Harvard (SAD), a doktorirao biofiziku 2004. na sveučilištu Stanford (SAD). Postdoktorsku specijalizaciju iz računarske biofizike napravio je na sveučilištu ETH Zürich (Švicarska), a na MedILS-u je od 7. mjeseca 2007. Dobitnik je nagrada McGraw-Hill Italia (Protein Society) i BCATS (Sun Microsystems), te Howard Hughes i EMBO stipendija. Rad grupe trenutno je financiran grantom 1A fonda Jedinstvo uz Pomoc Znanja, te EMBO Installation grantom od Nacionalne Zaklade za Znanost Republike Hrvatske.