Bioinformatiker analysieren Kommunikation zwischen Proteinen

Seit der Inbetriebnahme des neuen Hochleistungsrechners an der TU Dresden kann sich Michael Schroeder, Professor für Bioinformatik am Biotechnologischen Zentrum der Technischen Universität Dresden, ganz neuartigen Forschungsfeldern widmen. Der Hochleistungsrechner ermöglicht Projekte im Bereich der Bioinformatik, an die bisher nicht zu denken war.

Die Arbeitsgruppe von Professor Schroeder befasst sich mit der Analyse der Kommunikation zwischen Proteinen (Eiweißen). „Obgleich viele Proteine bekannt sind, ergibt sich ein tieferes Verständnis erst unter Berücksichtigung des Zusammenwirkens der Proteine“, so Schroeder. Zur Analyse der Kommunikation zwischen den Eiweißen extrahieren die Wissenschaftler einerseits dazu bekannte Interaktionen aus 16 Millionen wissenschaftlichen Artikeln, andererseits sagen sie neue Interaktionen basierend auf den 3-D-Strukturen von Eiweißen vorher. Für ihre Arbeit hat die Gruppe zwei Datenbanken entwickelt:

www.SCOPPI.org ermöglicht es, einzelne Proteine und ihre Interaktionspartner mit ihren Oberflächen zu studieren und die Entwicklung der Suchmaschine

www.gopubmed.org für biomedizinische Literatur führte sogar zur Ausgründung der Transinsight GmbH.

Für ihre Forschung benötigt die Arbeitsgruppe eine riesengroße Rechnerleistung mit hunderttausenden von Prozessor-Stunden. Ein Beispiel dafür ist die Vorhersage für die Struktur eines Eiweißes. „Die Natur faltet ein Protein spontan zusammen. Im Rechner müssen dazu alle Möglichkeiten getestet werden. Damit ist die Strukturvorhersage für ein Protein ein ungelöstes und sehr rechenintensives Problem. So dauert das Falten eines Proteins mit 70 Aminosäuren eine halbe Stunde auf 50 herkömmlichen PCs“, erklärt Prof. Schroeder. Der neue Hochleistungsrechner der TU Dresden kann nun die Strukturvorhersage für ein Eiweiß wesentlich beschleunigen und somit einige Vorhersagen überhaupt erst ermöglichen.

Ein zweites Beispiel ist die semantische Analyse für die 16 Millionen wissenschaftlichen Artikel, welche die Biomedizin gegenwärtig umfasst. Diese würden auf einem herkömmlichen Rechner etwa 30 Jahre dauern. Mit dem neuen Hochleistungsrechner kann man diese Artikel um ein Vielfaches schneller analysieren und kommt dem Ziel relevanter Suchergebnisse ein Stück näher.

Die Forschung der Arbeitsgruppe von Prof. Schroeder ist unentbehrlich, da neue Technologien in der Biomedizin enorme Datenmengen produzieren. Schroeder sagt: „Die biomedizinische Literatur wächst pro Tag um über 2.000 Artikel. Unsere Datenbanken helfen zum Beispiel den Forschern des Universitätsklinikums Carl Gustav Carus und der Firma RESprotect GmbH, die Wirkstoffe gegen Krebs entwickeln, bei der Analyse der anfallenden Daten.“

Schroeder ist seit 2003 Professor für Bioinformatik am Biotechnologischen Zentrum der TU Dresden und am Institut für Künstliche Intelligenz der Fakultät Informatik. Das Biotechnologische Zentrum der TU Dresden (BIOTEC) ist ein interdisziplinäres und internationales Forschungszentrum, dessen Schwerpunkt in Forschung und Lehre in molekularer Bioengingenieurwissenschaft liegt.

Weitere Informationen: Katrin Bergmann, Pressesprecherin CRTD/ BIOTEC, Tel. 0351 463-40347, E-Mail: katrin.bergmann@crt-dresden.de, www.biotec.tu-dresden.de

Prof. Dr. Michael Schroeder, Tel. 0351 463-40060, E-Mail: michael.schroeder@biotec.tu-dresden.de