„You don’t have to be a scientist to do science“ (dt.: „Du musst kein Wissenschaftler sein, um Wissenschaft zu betreiben“) lautet das Motto des Rosetta@home-Projekts. Das beschreibt ganz gut die Idee hinter dem Einsatz von verteiltem Rechnen in der medizinischen Forschung. Moderne Distributed Computing (DC) Plattformen ermöglichen es jedermann, ungenutzte Rechenleistung des heimischen Computers für die medizinische Forschung zur Verfügung zu stellen.
Die bekannteste Plattform dieser Art ist BOINC. Die „Berkeley Open Infrastructure for Network Computing“ wurde an der University of California, Berkeley entwickelt und erreicht mit rund 800.000 angeschlossenen Computern eine Reichenleistung von mehr als 41.000 PetaFLOPS.
medizin.plus Team
Mit der Gründung von medizin.plus habe ich neue Teams aufgesetzt, die die medizinische Forschung unterstützen sollen:
Ich freue mich über jeden Leser, der uns und die Projekte mit ein wenig Rechenleistung unterstützt.
Technik
Statistiken
Rekorde
- Platz 114 Deutschland total (06.10.2020)
- Platz 172 weltweit RAC (04.10.2020)
- Platz 1433 Global total (06.10.2020)
- Platz 28 Deutschland GPUGrid total (6.10.2020)
- Platz 47 Global GPUGrid RAC (1.10.2020)
- Platz 289 Global GPUGrid total (6.10.2020)
Unterstüzte Projekte:
- OpenPandemics (COVID-19)
- Microbiome Immunity Project
- Mapping Cancer Markers
- Smash Childhood Cancer
- Help Stop Tuberculosis (TB)
- FightAIDS@Home
Projekte
Rosetta@home
Microbiome Immunity Project
Das Microbiome Immunity Project soll Wissenschaftlern helfen zu verstehen, wie Billionen von Bakterien im menschlichen Körper Krankheiten wie Diabetes Typ 1 und Morbus Crohn beeinflussen.
Das primäre Ziel des Projekts ist die Generierung von Proteinstrukturen des gesamten menschlichen Mikrobioms, das etwa 3 Millionen einzigartige Gene enthält. Das wird den Forschern helfen, die Rolle zu bestimmen, die diese Bakterien spielen. Die Ergebnisse des Projekts werden mit Wissenschaftlern auf der ganzen Welt geteilt, um das Verständnis für das humane Mikrobiom und damit in Verbindung stehende Krankheiten zu verbessern.
OpenPandemics – COVID-19
Das Hauptziel des Projekts ist die Suche nach potenziellen Behandlungsmöglichkeiten für COVID-19. Daher hat die Untersuchung von Proteinen aus Coronavirus (SARS-CoV2) höchste Priorität. Es entsteht darüber hinaus ein reaktionsschnelles, quelloffenes Toolkit schaffen, das allen Wissenschaftlern bei der schnellen Suche nach Behandlungen für künftige Pandemien helfen wird. Alle Daten und Tools, die im Rahmen dieses Projekts entwickelt werden, der wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Verfügung gestellt.
Help Stop Tuberculosis (TB)
Das Tuberkulose erregende Bakterium hat eine ungewöhnliche Hülle, die es vor vielen Medikamenten und dem Immunsystem des Patienten schützt. Neben den Fetten, Zuckern und Proteinen in diesem Mantel enthält das TB-Bakterium eine Art von Fettmolekülen, die Mykolsäuren. Help Stop TB nutzt die gespendete Rechenleistung, um das Verhalten dieser Moleküle in ihren zahlreichen Konfigurationen zu simulieren, um besser zu verstehen, wie sie den TB-Bakterien Schutz bieten. Die Wissenschaftler hoffen, mit den gewonnenen Informationen endlich bessere Behandlungen für diese tödliche Krankheit entwickeln zu können.
Mapping Cancer Markers
Mapping Cancer Markers zielt darauf ab, die mit verschiedenen Krebsarten verbundenen Marker zu identifizieren. Im Rahmen des Projekts werden Millionen von Datenpunkten analysiert, die von Tausenden von Gewebeproben gesunder und krebskranker Patienten stammen. Dazu gehören Gewebe mit Lungenkrebs, Eierstockkrebs, Prostatakrebs, Bauchspeicheldrüsenkrebs und Brustkrebs. Durch den Vergleich dieser verschiedenen Datenpunkte wollen die Forscher Muster von Markern für verschiedene Krebsarten identifizieren und sie mit verschiedenen Ergebnissen, einschließlich des Ansprechens auf verschiedene Behandlungsoptionen, in Beziehung setzen.
Smash Childhood Cancer
In den letzten 20 Jahren sind nur wenige neue Medikamente zur Behandlung von Kinderkrebs von der US-amerikanischen Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde zugelassen worden. Das Forschungsteam von Smash Childhood Cancer hat Proteine und andere Moleküle identifiziert, die bei bestimmten Kinderkrebsarten eine Schlüsselrolle spielen. Die Herausforderung besteht nun darin, chemische Arzneimittelkandidaten zu finden, die gezielt auf diese Schlüsselmoleküle abzielen und so die Krebszellen kontrollieren. Mit Hilfe gespendeten Rechenleistung ist es möglich, die Wirksamkeit dieser chemischen Verbindungen in Millionen von virtuellen chemischen Experimenten zu testen. Die so identifizierten besten Wirkstoffmoleküle werden dann im Labor weiter erforscht und für die Medikamentenentwicklung genutzt.
FightAIDS@Home
Das Projekt sucht nach neuen Medikamenten zur Behandlung von Menschen mit HIV. Konkret sucht das Projekt nach „Protease-Inhibitoren“, um das Auftreten von AIDS zu verhindern und das Leben zu verlängern. Das Olson Labor nutzt rechnergestützte Methoden, um neue Kandidatenmedikamente zu identifizieren, die die richtige Form und chemische Eigenschaften haben, um die HIV-Protease zu blockieren. Dieser allgemeine Ansatz wird als strukturbasiertes Medikamentendesign bezeichnet und hat laut dem National Institute of General Medical Sciences der National Institutes of Health bereits einen dramatischen Effekt auf das Leben von Menschen mit AIDS.
Was ist Distributed Computing (DC)?
Beim Distributed Computing werden viele Computer an verschiedenen Orten miteinander vernetzt und arbeiten zusammen, um eine gemeinsame Aufgabe zu erfüllen.
Diese Computer können sich überall auf der Welt befinden und arbeiten zusammen, als wären sie ein einziger, großer Supercomputer. Sie teilen sich Ressourcen und Funktionen und sind in der Lage, Datenmengen zu verarbeiten und Aufgaben auszuführen, die weit über das hinausgehen, was ein einzelner Computer bewältigen könnte.
Was ist BOINC?
BOINC steht für „Berkeley Open Infrastructure for Network Computing“. Es handelt sich dabei um eine Open-Source-Softwareplattform für Distributed Computing. Sie wurde von der University of California, Berkeley, entwickelt und ermöglicht es Forschern, wissenschaftliche Berechnungen auf Heimcomputern weltweit durchzuführen.
Mit BOINC können Menschen ihren Computer zur Verfügung stellen, um bei verschiedenen wissenschaftlichen Projekten mitzuhelfen. Diese Projekte umfassen eine Vielzahl von Forschungsbereichen – bspw. Astronomie, Medizin, Molekularbiologie und Klimaforschung.
