Bref::folding@home (gegen COVID-19)

Coronavirus – Was folding@home tut und wie WIR helfen können

Proteine sind molekulare Maschinen, die viele Funktionen erfüllen, die wir mit dem Leben in Verbindung bringen. Sie nehmen die Umwelt wahr (z.B. im Geschmack und Geruch), führen Arbeit aus (z.B. Muskelkontraktion und Nahrungsabbau) und spielen strukturelle Rollen (z.B. Ihr Haar). Sie bestehen aus einer linearen Kette von Chemikalien, den Aminosäuren, die sich in vielen Fällen spontan zu kompakten, funktionellen Strukturen „falten“. Wie bei jeder anderen Maschine ist es die Art und Weise, wie die Komponenten eines Proteins angeordnet sind und sich bewegen, die die Funktion des Proteins bestimmt. In diesem Fall sind die Komponenten Atome.

Viren haben auch Proteine, mit denen sie unser Immunsystem unterdrücken und sich selbst reproduzieren.

Um das Coronavirus zu bekämpfen, wollen die Wissenschaftler verstehen, wie diese viralen Proteine funktionieren und wie die Wissenschaftler die Therapeutika entwickeln können, um sie zu stoppen.

Es gibt viele experimentelle Methoden zur Bestimmung von Proteinstrukturen. Sie sind zwar extrem leistungsfähig, zeigen aber nur eine einzige Momentaufnahme der üblichen Form eines Proteins. Aber Proteine haben viele bewegliche Teile, deshalb wollen wir das Protein wirklich in Aktion sehen. Die Strukturen, die wir experimentell nicht sehen können, könnten der Schlüssel zur Entdeckung eines neuen Therapeutikums sein.

Wenn man den Fussball als Analogie für die experimentelle Situation benutzt, ist es so, als ob man nur die Spieler sehen könnte, die für den Ausschnitt (die einzige Anordnung, in der die Spieler die meiste Zeit verbringen) aufgestellt sind und für den Rest des Spielfeldes für uns blind wird. Intressant ist es ja nur am Ball. Aber was passiert außerhalb des Fokus. Was macht der Abwehspieler im Hintergrund. Was geschied Abseits des Geschehens?

Eine einzelne Struktur eines Proteins ist einfach zu sehen, es ist so als sähe man die Spieler in einem Ausschnitt für den einzelnen Moment im Fussball. Wichtige Informationen, aber fehlen.

Die Kunst ist es nun mit Hilfe von Computersimulationen die beweglichen Teile von Proteinen zu verstehen. Es ist wichtig zu beobachten, wie sich die Atome in einem Protein relativ zueinander bewegen, da es wertvolle Informationen ergibt, die auf andere herkömmliche Weise nicht zugänglich ist.

Ausgehend von den experimentellen Strukturen können die Wissenschaftler mit der Software simulieren, wie sich alle Atome des Proteins bewegen und somit das gesamte Spielfeld überblicken. Herkömmliche Experimente an COVID-19 würden diesen Teil des Spieles verpassen. Spielzüge und Schwachstellen in der Devensive wären somit sofort erkennbar und genau dass ist es was die Wissenschaftler wissen wollen. Wo sind die Schwachstellen beim COVID-19.

Dies kann neue therapeutische Möglichkeiten aufzeigen. In den jüngsten Arbeiten  haben die Wissenschaftler zum Beispiel ein Protein des Ebola-Virus simuliert, das normalerweise als „unheilbar“ gilt, weil die Momentaufnahmen aus den Experimenten keine offensichtlichen medikamentöse Stellen aufweisen. Aber unsere Simulationen deckten eine alternative Struktur auf, die eine mit einem Medikament behandelbare Stelle aufwies. Wichtig ist, dass die Wissenschaftler dann Experimente durchführten können, die durch rechnerische Vorhersage bestätigt sind. und dass diese wiederum nach Medikamenten suchen, die diese neu entdeckte Bindungsstelle binden.

Eine experimentelle Struktur eines Ebola-Proteins hat keine offensichtlichen, mit Drogen behandelbare Stelle (keine tiefen Löcher in der Abwehr zwischen den der Fussball kommt).
Unsere Simulationen haben abereine Bewegung erfasst, die in diesem Ebola-Protein eine potenziell drogenbedingte Stelle erzeugt. Anstatt Kugeln für jedes Atom zu zeigen, zeigt diese Karikatur ein Band, das die lineare Kette von Aminosäuren (Chemikalien), aus denen das Protein besteht, und somit verwundbar ist.

Dasselbe wollen die Wissenschaftler auch  mit dem Coronavirus nun machen.

Was WIR tun können

1. Rechenleistung spenden:

Das Herunterladen von Folding@home und die Unterstützung bei der Ausführung von Simulationen ist die wichtigste Möglichkeit, einen Beitrag zu leisten.

Diese Berechnungen sind enorm und jedes kleine bisschen hilft dabei! Jede Simulation, die DU ausführst, ist wie der Kauf eines Lotterieloses. Je mehr Lose WIR kaufen, desto größer sind unsere Chancen, den Jackpot zu knacken.

Normalerweise wird Dein Computer nie im Leerlauf sein, aber viele Menschen auf der ganzen Welt haben bereits auf die Arbeit von folding@home und somit an COVID-19 so begeistert reagiert, dass Sie einige zeitweilige Ausfallzeiten hatten. Die Wissenschaftler sind bereits jetzt von unseren Support begeistert. Und Täglich werden es mehr.

Bitte habt Geduld mit den Wissenschaftler. Es gibt eine Menge wertvoller Aufgaben zu tun, und wir bringen sie so schnell wie möglich zum Laufen.

Holding@home FAQ. HIER

2. Ehrenamt

Wenn Du keinen Computer besitzt bzw. zur Verfügung stellen kannst.

Kannst du auch Ehrenamtlich in dieser Zeit etwas tun.

  • erledige vielleicht mal ein paar Einkäufe für Menschen die nicht rausdürfen,
  • nähe wie meine Schwiegermutter Mundschutzmasken  und stellt diese euren Familienmitglieder und Freund zu Verfügung.

Nur ignoiert diese Krise nicht.

Wascht euch die Hände, Bleibt echt Zuhause, und bleibt Gesund.

euer Shellboy

 

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