Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auszeichnung und kostbare Rechenzeit für Prof. Dominik Marx' "virtuelles Labor"

06.08.2008
"John von Neumann Exzellenz-Projekt 2008" in der RUB-Chemie
Präbiotische Chemie im "Virtuellen Labor"

Wie ist wohl das erste Protein entstanden - lange bevor es Lebewesen gab, die Proteine aus einzelnen Bausteinen aktiv zusammenknüpfen?

Um diese Frage ranken sich viele Spekulationen; Prof. Dr. Dominik Marx und Mitarbeiter gehen ihr mittels Computersimulation im "virtuellen Labor" auf den Grund. Diese Arbeiten seines Lehrstuhls für Theoretische Chemie der Ruhr-Universität wurden jetzt vom John von Neumann-Institut für Computing am Forschungszentrum Jülich unter 140 Kandidaten als "John von Neumann Exzellenz-Projekt 2008" ausgewählt.

Das Projekt wurde aufgrund seiner ausgezeichneten Vorarbeiten, der hohen Bedeutung der zu erwartenden Erkenntnisse und der Qualität der eingesetzten Methoden ausgewählt. Mit dem Prädikat ist eine besonders hohe Zuteilung von Rechenzeit verbunden.

Proteine bilden sich spontan

Prof. Marx wird seine Berechnungen auf dem schnellsten deutschen Supercomputer JUGENE des Forschungszentrums Jülich durchführen können. Er "füttert" den Supercomputer mit den Eckdaten einer so genannten "Eisen-Schwefel-Welt", von der man annimmt, dass sie so vor Jahrmillionen einmal existiert haben könnte. Die Hypothese ist, dass an den Oberflächen von Eisen-Schwefel-Mineralien bei hoher Temperatur und hohem Druck des Wassers als Medium Peptide aus ihren einzelnen Bausteinen spontan entstanden sein könnten.

Allerdings ist es schwierig, solche Reaktionen bei mehreren hundert Grad und Bar kontrolliert experimentell durchzuführen und gleichzeitig die Auswirkungen dieser exotischen Reaktionsbedingungen zu messen. "Das funktioniert nur im virtuellen Labor", so Marx. "Mit modernsten Simulationsmethoden in Kombination mit den leistungsfähigsten Rechnern ist es möglich, diese Extrembedingungen nicht nur herzustellen, sondern auch Eins zu Eins mit normalen Reaktionsbedingungen zu vergleichen."

Rekordverdächtiger Rechenaufwand

Anhand bisheriger Berechnungen konnten die Theoretiker schon nachweisen, dass diese für die Biochemie doch unüblichen Reaktionsbedingungen die Bildung von Peptidbindungen beschleunigen. Der Aufwand einer solchen "ab initio"-Studie, die (fast) keinen experimentellen Input benötigt, ist allerdings exorbitant, denn es müssen viele einzelne Reaktionsschritte sowie deren Rückreaktionen unter verschiedenen Reaktionsbedingungen simuliert werden. Der Rechenaufwand ist rekordverdächtig und wird überhaupt erst durch ausgiebige Nutzung der Blue Gene Capability Rechner des John von Neumann-Institut für Computing in Jülich im Verbund mit dem hocheffizienten Programm "CPMD" möglich.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Dominik Marx,
Lehrstuhl für Theoretische Chemieder Ruhr-Universität Bochum,
44780 Bochum, E-Mail: dominik.marx@theochem.rub.de,

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/
http://www.theochem.rub.de

Weitere Berichte zu: Computing Protein Reaktionsbedingungen Rechenzeit Supercomputer

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers
28.04.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Forschungsteam entdeckt Mechanismus zur Aktivierung der Reproduktion bei Pflanzen
28.04.2017 | Universität Hamburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie