Die Wissenschaft hinter Folding@home

WAS SIND PROTEINE?

Proteine sind Halsketten der Aminosäuren --- langkettige Moleküle. Proteine sind die Grundlage von, wie Biologie Sachen erfolgt erhält. Als Enzyme sind sie die Antriebskraft hinter allen biochemischen Reaktionen, die Biologiearbeit bilden. Als strukturelle Elemente sind sie der Hauptbestandteil unserer Knochen, Muskeln, Haar, Haut und $blutgefässe. Als Antikörper erkennen sie eindringende Elemente und lassen das immune System die unerwünschten Eindringlinge loswerden. Aus diesen Gründen haben Wissenschaftler das menschliche Genom der Reihe nach geordnet -- die Blaupause für alle Proteine in der Biologie -- aber wie können wir verstehen, was diese Proteine tun und wie sie arbeiten?

VERHÄLTNIS ZUM MENSCHLICHEN GENOM-PROJEKT

Seit Proteinen solche grundlegende Rollen in der Biologie, Wissenschaftler spielen haben der Reihe nach geordnet das menschliche Genom. Das Genom ist in einer Richtung eine „Blaupause“ für diese Proteine -- das Genom enthält den DNA Code, der spezifiziert die Reihenfolge der Aminosäurekorne entlang dem Protein „Halskette.“

WARUM PROTEINE „FALTE“?

Jedoch diese Reihenfolge nur erklärt kennen uns wenig über, was das Protein tut und wie es es tut. Um ihre Funktion durchzuführen (z.B. als Enzyme oder Antikörper), müssen sie auf einer bestimmten Form, alias einer „Falte nehmen.“ So sind Proteine wirklich erstaunliche Maschinen: bevor sie ihre Arbeit erledigen, bauen sich sie zusammen! Diese Selbst-versammlung wird angerufen „Falte.“

Eins unserer Projektziele ist, das Protein zu simulieren, das, um zu verstehen sich faltet, wie Proteine so sich schnell und zuverlässig falten, und zu erlernen, wie man synthetische Polymer-Plastiken mit diesen Eigenschaften bildet. Filme der Resultate einiger dieser Simulation Resultate können hier gefunden werden.

PROTEIN-FALTE UND KRANKHEIT: BSE (wütende Kuh), Altzheimers,…

Was geschieht, wenn Proteine sich nicht richtig falten? Krankheiten wie Krankheit Alzheimers, Cystische Fibrose, BSE (wütende Kuhkrankheit), eine übernommene Form des Emphysems und sogar viele Krebse werden geglaubt, um aus dem misfolding Protein zu resultieren.

Wenn Proteine misfold, sie zusammen aufhäufen kann („Gesamtheit“). Diese Büschel können im Gehirn häufig erfassen, in dem sie geglaubt werden, um die Symptome der wütenden Kuh- oder Alzheimerskrankheit zu verursachen.

PROTEIN-FALTE UND NANOTECHNOLOGY: Errichtende synthetische Maschinen auf dem nanoscale

Zusätzlich zu den biomedizinischen Anwendungen erlernend über, wie Proteinfalte uns, wie man beibringt auch unsere Selbst Protein-sortierte „nanomachines“ entwirft, um ähnliche Aufgaben zu tun. Selbstverständlich bevor nanomachines jede mögliche Tätigkeit durchführen können, müssen sie auch zusammengebaut werden.

WARUM IST PROTEIN-FALTE SO SCHWIERIG ZU VERSTEHEN?

Es ist erstaunlich, daß nicht nur Proteine Selbst-zusammenbauen -- Falte -- aber sie so erstaunlich schnell: einige so schnell wie ein millionstel einer Sekunde. Während dieses mal sehr schnell auf der Synchronisierzeitmarke einer Person ist, ist es bemerkenswert lang, damit Computer simulieren.

Tatsächlich dauert es einen ungefähr Tag, um eine Nanosekunde (1/1.000.000.000 einer Sekunde) zu simulieren. Leider falten sich Proteine auf den 10 der Mikrosekunde Synchronisierzeitmarke (10.000 Nanosekunden). So würde es 10.000 CPU Tage dauern, um das Falten zu simulieren -- d.h. es würde 30 CPU Jahre dauern! Das ist, zum von einem Resultat zu warten ein langfristiges!

EINE LÖSUNG: VERTEILTE DYNAMIK

Um das faltende Problem des Proteins zu lösen, müssen wir die Mikrosekunde Sperre brechen. Unsere Gruppe hat mehrfache neue Weisen entwickelt, Proteinfalte zu simulieren, die die Mikrosekunde Sperre brechen kann, indem es die Arbeit zwischen mehrfachen Prozessoren in einer neuen Weise teilt -- mit einem nahen linearem in der Zahl Prozessoren beschleunigen. So mit Energie von Folding@Home (über 100.000 Prozessoren), haben wir erfolgreich die Mikrosekunde Sperre zertrümmert und Millisekunden der faltenden Zeit simuliert und, zu entriegeln das Geheimnis geholfen von, wie Proteine sich falten.

WAS HABEN WIR BIS JETZT UND WO WIR GEHEN GETAN?

Folding@Home ist ein Erfolg gewesen. Wir haben einige kleine, schnelle faltende Proteine, mit experimenteller Gültigkeitserklärung unserer Methode gefaltet. Wir arbeiten jetzt, um unsere Methode weiter zu entwickeln, und sie an den komplizierteren und interessanteren Proteinen und an faltenden und misfolding Fragen des Proteins anzuwenden.

Seit damals hat Folding@Home die komplizierteren Proteine studiert und berichtet über die Falte vieler Proteine auf der Mikrosekunde Synchronisierzeitmarke, einschließlich BBA5, dem villin Oberteil, Trp Rahmen, unter anderen.

Vor kurzem, haben wir viel Bemühung in das Studieren der Proteine gesetzt, die für Krankheiten, wie Alzheimers, Hunntingtons und Osteogenesis Imperfecta relevant sind.

Du kannst mehr über unsere Auswirkungen, auf unsere Resultate Seite erlernen und du kannst Besonderen, Gleich-wiederholte wissenschaftliche Ausführungen sehen auf unserer Papier-Seite.

WIE KANN ICH ERLERNEN MEHR ÜBER, WIE FOLDING@HOME ARBEITET?

Ein guter Platz zum zu beginnen, über etwas von unserem Erfolg mit Folding@Home sowie zu erlernen, wie Folding@Home Arbeiten mit einigen unserer neuen Papiere oder neuen Pressekonten unserer Arbeit ist.

Unser FAQ und insbesondere, unsere Seite auf den Krankheiten und biomedizinische Fragen auch, bitte heraus überprüfen, die wir studieren.

Während die Natur der Falte durch die Reihenfolge festgestellt wird, wird sie in einer sehr schwierigen Weise kodiert. So kann Proteinfalte als anschließen gesehen werden ion between the genome (sequence) and what the proteins actually do (their function).

The Folding@Home client (console or screen saver) shows real time visualizations of the protein simulations being performed. The molecule drawn is the current atomic configuration ("fold") of the protein being simulated on your computer.