Beim Modellieren komplexer biologischer Moleküle lag die Grenze der Leistungsfähigkeit moderner Computer bislang bei rund 50.000 Atomen. Neue Software ermöglicht jetzt, das Verhalten von mehr als einer Million Atomen zu simulieren, berichten Wissenschaftler vom Howard Hughes Medical Institute. Das neue Programm wird Forschern auf der ganzen Welt kostenlos zur Verfügung stehen, schreiben die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe des Fachblatts P.N.A.S..
Die neue Software verteilt die Rechenarbeit einer komplizierten Simulation auf eine große Zahl von parallel rechnenden Computern. Der Zeitaufwand wird dadurch drastisch reduziert. “Man kann sich das wie ein dreidimensionales Gitter in einer großen Kiste vorstellen”, erklären die Wissenschaftler. “Jeder Prozessor schätzt eine ungefähre Lösung der Gleichungen entlang der Gitterstäbe. Dann verwendet jeder Prozessor diese Ergebnisse, um eine genauere Lösung für eine kleine Untereinheit der Kiste zu berechnen.” So kann jeder Prozessor seine Arbeit verrichten, ohne mit den anderen Computern zu kommunizieren.
Die Wissenschaftler kalkulierten mit ihrer Software unter anderem die Verteilung der elektrischen Ladung in den Mikrotubuli. Diese langen Moleküle sind das Skelett lebender Zellen. Dabei entdeckten die Wissenschaftler Muster in der Ladungsdichte, die nicht aus den einzelnen Bausteinen der Mikrotubuli vorhergesagt werden konnten. “Ein besseres Verständnis des Zellskeletts könnte zu neuen therapeutischen Ansätzen führen, da viele Krebsmedikamente das Zellskelett von Tumorzellen angreifen”, so die Wissenschaftler.
Adam Bostanci
