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Folding@home erzielt wissenschaftlichen Erfolg

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Die Antwort auf die Frage, wie Proteine ihre endgültige Form finden, könnte helfen, die Ursachen für Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson oder Kreutzfeldt-Jakob besser zu verstehen. Das Projekt Folding@home hat jetzt gezeigt, dass und wie verteiltes Rechnen dazu beitragen kann. Auf 30.000 PCs lief in den vergangenen zwei Jahren ein spezieller Bildschirmschoner, der ungenutzte Rechenzeit des Computers für ein Projekt der kalifornischen Stanford University abzweigte.

Vorherzusagen, wie sich eine Aminosäurekette in Millionen möglicher Einzelschritte zu einem dreidimensionalen, funktionsfähigen Protein faltet, ist nicht trivial: Es gibt eine Vielzahl von Reaktionswegen, von denen ein Großteil nicht zum Erfolg führt -- manchmal klumpen die Proteine ähnlich bei manchen Krankheiten zusammen. Einzelsimulationen können die Fülle an Reaktionsmöglichkeiten nicht erfassen. Andererseits dauert bereits die Simulation einer "Faltungsnanosekunde" auf einem durchschnittlichen Rechner bereits einen Tag, während selbst die reale Faltung eines kleinen Proteins rund tausendmal so lange dauert.

Mit ihrem Projekt Folding@home setzten die Wissenschaftler deshalb auf Masse statt Klasse -- und erreichten damit erstmals wissenschaftliche Weihen für ein Projekt zum verteilten Rechnen: Obwohl sie jeweils nur 5 bis 20 Nanosekunden lange Abläufe simulieren konnten, gelang es ihnen dank der Fülle an Daten, daraus die etwa 10 Mikrosekunden lange Faltung eines kleinen Proteins abzuleiten. Ein im Onlineableger des Wissenschaftsmagazins Nature veröffentlichter Artikel stellt dar, dass es den Wissenschaftlern mit ihrem Projekt tatsächlich gelang, mit experimentell ermittelten Daten übereinstimmende Werte zu erzielen.

Damit erwies sich verteiltes Rechnen erneut als eine Alternative zum erheblich teureren Einsatz von Supercomputern. Das ehrgeizige Blue-Gene-Project von IBM, das einen massiv parallelen Supercomputer unter anderem für die Simulation der Proteinfaltung entwickelt, verschlingt voraussichtlich 100 Millionen US-Dollar -- und ist noch lange nicht abgeschlossen. (anm)