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Folding@homeについて

スタンフォード大学 Pande研究室

Pande研究室はFolding@homeを創始した科学グループです。本研究室はスタンフォード大学・スタンフォード大学医療センター化学科及び構造生物学科の一部であり、タンパク質やRNA、ナノスケール合成ポリマー折り畳みの理論とシミュレーションに取り組んでいます。このプロジェクトを始めてから、分散コンピューティングを用いて長タイムスケールの動力学を調べるための方法を開発し、タンパク質折り畳みに応用し、Folding@Homeのクライアント・サーバコードを書いてきました。Folding@Homeにかかわったメンバーは私たちのwebページに掲載しています。

提携している研究室： Folding@Homeコンソーシアム (FAHC)

FAHを走らせながら機能を追加することは非常に複雑な作業です。長いこと私のほか2-3人でやってきましたが、Pande研究室には現在何かしら関わっている人間が約20名います。それでもなお、キーとなる特定の領域を進めるのに十分ではありません。状況を打開するため、他の研究室と提携してコンソーシアムを形成しました。これによりFolding＠Homeを走らせつつ改良を進め、私たちが今まで成したよりも大きな研究に応用していきます。

カリフォルニア工科大学(Caltech) Arnold研究室

Caltechの研究チームはFolding@HomeでSHARPENを実行する新しい科学計算コアを開発しました。来るべき次のプロジェクトで、高分解能タンパク質構造予測と酵素ライブラリ設計の新アルゴリズムの性能をテストすることになるでしょう。

ピッツバーグ大学 Chong研究室

Chongグループはシミュレーションをタンパク質のいくつもの側面、とりわけ非構造化タンパク質と癌の腫瘍抑制に関連するp53のふるまい (事実、癌の約半分にいくつかのp53突然変異が関わっている) を調べるのに使っています。ChongグループはFolding@Homeの新AMBERコアの開発も助けました。

カリフォルニア大学サンフランシスコ校(UCSF) Dill研究室

Ken Dillと彼の研究室はタンパク質折り畳みとその他生体分子論のパイオニアです。彼のグループメンバーとは自由エネルギー計算と構造予測に共同で取り組みました。

ノートルダム大学 Izaguirre研究室

Izaguirre研究室は生物学とコンピュータサイエンス、応用数学の間の橋渡しを研究対象としています。彼らの研究室がProtomol MDパッケージを開発し、私たちはそれをFolding@Homeに組み込みました。Protomolは新しいアルゴリズムのテストと開発に優れたパッケージです。とりわけ、Protomolにより基準モードLangevin法を長タイムステップの分子動力学計算(LTMD)に実装し、これにより従来の分子動力学計算を100倍から1,000倍も長く行うことが可能になりました。私たちはFolding@Homeの中でLTMDを使いｍタンパク質折り畳み時の変異の影響を調べています。将来のプロジェクトでは、機能上の立体配座動力学やタンパク質凝集を調べることになるでしょう。その先では、LTMDはOpenMMに組み込まれてGPUアクセラレーションによる100倍の折り畳み速度アップの恩恵を受けることになるでしょう。

ヴァージニア大学 Shirts研究室

ヴァージニア大学のMichael Shirtsグループは新しいシミュレーションメソドロジを開発し、小分子の熱力学特性予測をシミュレーションで行っています。彼らとは汎用および新バージョンのGromacsコア開発に取り組んでいます。

カリフォルニア州立大学ロングビーチ校(CSULB) Sorin研究室

CSULBのEric Sorinグループはタンパク質折り畳みその他の分野の研究をシミュレーションで行っています。彼らとは新しい力場計算のGromacsに取り組んでいます。

地中海生命科学協会(MediLS) Zagrovic研究室

クロアチアにある地中海生命科学協会 Bojan Zagrovic研究室は、非構造化タンパク質と経験的構造精密化を含む多くの関連領域を研究しています。彼のグループはFolding@Homeの新クライアント開発を手伝ってくれました。

コミュニティボランティア

Folding@homeソフトウェアサポートは、その多くがFolding@Homeコミュニティのボランティアの皆さんによって行われています。人々の手助けする方法は様々です。数え切れない人々がFolding@Homeサポートフォーラムで質問に答えてくれており、ここでは完全に言及することが出来ないほどです。とはいえ、特に主要な貢献を示した何名かはここに挙げさせて頂きました。

モデレータ(仲裁者)

私たちはFolding@Homeサポートフォーラムにおいてフォーラムの運営がスムーズに行くよう計らい、ドナーの皆さんを直接サポートしたモデレータ達に -- 彼らの全員に感謝しています。さらにモデレータの何人かはフォーラムの外、ベータテスト参加やこのwebページでも貢献してくれました。Bruce Borden (Bruce)のフォーラム運営全般、フォーラムをホストしているWiebo Westerhoff (WW)、およびTim Braun (7im) が多大な労力を費やしてのFAHウェブページ改善についてはここで注記しておきます。

翻訳者

Folding@home webページの外国語翻訳作業に従事している多数の翻訳者にも感謝いたします。

FAQとガイドチーム

ボランティアチームにはFAQとドキュメントを最新に保ち続けてくれた恩があります。Stephane Renaud (Xilikon)はガイド作成、7imとIvoshieeはFAQで助力をいただきました。

開発者

コミュニティのソフトウェア開発者とも一緒に取り組んでいます。これらの開発者はソフトウェア開発とサードパーティユーティリティとのインタフェース改善を手伝ってくれました。特に Andrew "Uncle Fungus" Schofieldのプロジェクトへの貢献に感謝いたします。

商業パートナー

プロジェクトの多くの部分、特にクライアント、Core、バックエンドサーバソフトウェアの開発にパートナー企業と共同で取り組んできました。

Intel (2001-2002)

最初期のパートナーの一つはintelであり、慈善ピアツーピアプログラムを通してFolding@Homeを資金面で支えました。

Google (2001-2003)

Googleは、FAHのためのGoogleコンピュートクライアントによってFolding@Homeに参加しました。このクライアントはGoogleツールバーに組み込まれ、人々がFolding@Homeを簡単に--インストール不要、ただ聞かれたときに「イエス」と答えるだけで--実行できるようにしました 。

Sony (2005-現在)

PS3で動作するFolding@HomeソフトウェアはSonyと共同で開発しました。全てのコンポーネントはおおむねスクラッチから作られ、特にPS3で効率的に動くよう科学計算コードの最適化が行われました。その結果、素晴らしい性能を持つ本当に美しいクライアントが生まれたのです。

ATI (2005-現在)

ATIとは相当の時間GPUコアを共同開発しています。これはGPU1からはじまりGPU2に引き継がれました。

NVIDIA (2007-現在)

NVIDIAハードウェア用のGPU2コアをNVIDIAと共同開発しています。NVIDIA社員(Scott LeGrand)とFolding@homeチームのコラボレーションで、私たちのコードをCUDAに移植し最適化しました。

Cauldron Development (2007-現在)

Cauldron Development (http://www.cauldrondevelopment.com/) と共同でFAHサーバコードをスクラッチから書き直しました。これはコードの信頼性と拡張性を高め、今後十年のFolding@Homeの基盤となるものです。

資金協力

私たちの研究には、いくつかの組織から資金協力をいただいています:

最も重要なことですが、私たちの資金の大部分は米国国立衛生研究所(NIH)と国立科学財団(NSF)から出ています。また、(アルファベット順に)Apple、ATI、Dell、Google、IntelそしてSonyからの何年にもわたる支援に感謝します。最終的に、NIHロードマップセンターのSimbiosとタンパク質折り畳みナノ医療センターから支援を受けました。

具体的にいうと、非明示溶媒和の研究(Tinker)は国立衛生研究所からの助成(R01GM62868-01)を受けています。Gromacsの研究(たとえばタンパク質折り畳みにおける水の役割)では国立科学財団(NSF)の助成を受けました。力場の比較に関する研究はACS PRF(36028-AC4)の支援がありました。教育ページについてはNSF MRSEC CPIMA (DMR-9808677)の支援を受け、私たちの研究室で一夏を過ごしFolding@Homeベースのカリキュラム作成とwebページサポートを行ったフリーダム・ハイスクール教師Tug Sezenに支払われました。GPUとPS3を使った研究は、部分的にSimbiosの支援をいただきました(国立衛生研究所のMedical Research Grant U54 GM072970)をNIHロードマップを通して助成されています)。

最近、Dellから気前のいいハードウェアディスカウントをうけました。これにより、Folding@Homeのサーババックエンドを改良することが出来るでしょう。またGoogleにはGoogleコンピュートプログラムを通してサポート頂いたことに感謝したいと思います。Intelにはかつて慈善ピアツーピアプログラムで助けて頂いたことに感謝します。Appleからは特にOSXクライアントとGromacs OSXの開発で継続的なサポートを受けたことに感謝します。最後に、スタンフォード大学にはインターネット2プログラム、Officeのテクノロジカルライセンス、Pande教授へのTerman研究奨励制度を通して助成を頂いたことに感謝します。

その他

Cosm

Cosmプロジェクトはクライアントとサーバのコードのビルドに使われネットワークライブラリ(Mithral CS-SDK)の開発に著しい貢献をしました。開発には何人もの人々が携わりましたが、Adam BebergはCosmの陰の主戦力です。

TINKER

Folding@Homeコードにおけるタンパク質動力学の部分は、Jay Ponderの研究室(ミズーリ州セントルイスにあるワシントン大学医学部生化学および分子生物物理学科)で書かれたTINKERという強力な分子動力学プログラムの修正版です。絶え間なく改良される彼らのコードは来るべきバージョンで著しい速度向上を遂げ、Folding@Homeをさらに進歩させることでしょう。詳細は彼らのwebサイトをご覧ください。ソースを"tinker"(弄り回)したくなったら、ライセンス契約を読んで署名してください。

Gromacs

私たちはGromacs分子シミュレーションパッケージを大きく改良してFolding@Homeに組み込みました。さらなる改善のため、Gromacs開発者たちと継続的な取り組みをおこなっています。詳しくは本webサイトのGromacsページをご覧ください。

ロゴについて

このロゴは私たちのゴールを抽象表現したもので、遺伝子にエンコードされた配列がタンパク質構造をとるまでを表しています。ロゴ左側の二重螺旋は遺伝子(DNAは二重螺旋分子構造)を意味し、右側の矢印はタンパク質構造(βシート構造はしばしば矢の付いたリボンとして描かれます)を表現しています。

最近、このような外見に変更しました:

ロゴとweb再デザインを行ってくれたMark LoweとRob Goodlatteに感謝したいと思います。アイコンをデザインしてくれたPo' Smedleyにも感謝します。

スクリーンセーバーについて

(クライアントの付属機能である)スクリーンセーバーは、シミュレーションが行われている様子をリアルタイムで視覚化します。描かれた分子はあなたのコンピュータの中でシミュレーションしているタンパク質のいまの原子配置("折り畳み")を表し、左側の円グラフはwork unitの進捗状況を示しています。

視覚化モードは現在4つあります：空間充填、球棒モデル、ワイヤフレーム、そしてアルファトレースです。球棒モデルでは球が原子、棒が原子間の結合を表します。空間充填モデルでは、中の詰まった球体が原子の周囲を回る電子が占有する大まかな空間を表しています。ワイヤフレームモデルモードでは単純に結合だけを描画し、しかし色の付いた点はそれぞれ原子を示しています。アルファトレースモードを除き、炭素原子は暗灰色、水素原子は(全部描かれるわけではありませんが)明るい灰色、酸素原子は赤、窒素原子が青、硫黄原子が黄色で表現しています。アルファトレースモードにおいては、ペプチドやタンパク質の全体の配置を強調するため、アミノ酸残基あたり原子一個(α炭素)だけを表示します。

Last Updated on May 26, 2010, at 08:57 AM