gwLee's BOINC

Protein Optimization with Energy Methods 의 약자로..

이주련교수님(숭실대)이나 이경림교수님(한양대) 께서 좋아하실만한
프로젝트 같은데.. ㅎㅎ

단백질 구조를 서열 정보로 최적화가 아니라
Atom, 원자의 에너지값과 같은 물리학적인 요소를
이용해서 구조를 최적화하는 작업이니..... 음...
(계산량이 만만치 않을듯 합니다.)

일단 기본적인 프로젝트 내용은 이것이고
POEM@HOME > Projects에 보다 자세한 내용이 나와있지만..
T3SS (TTSS, Type III Secretion System) 은 박테리아와 같은 병원균들이 숙주를 감염시킬 때 사용하는 방법? 단백질? 시스템?? 공부해야지 안그럼 잘 모르겠습니다. ㅋ
굳이 한국어로 직역하자면 제3형 분비 시스템?? ㅋㅋ 역시 어색..

여하튼 병원성 박테리아가 사용하는 방법으로 자주/많이 들어봤음직한 병원균들이
이 T3SS를 가지고 있다고 합니다.

-보다 자세한 내용은 좀 더 공부를 해서 작성하도록 합죠~!! ^^ -

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하나의 프로젝트에서 여러 서브프로젝트를 운영하고있는 WGC.
WGC의 경우 상당히 공공프로젝트인듯 하면서 몬지모를 돈냄새가~ ^^
여하튼 다양한 서브 프로젝트를 운영중에 있기에 찬찬히 알아보도록 하자~!! ^^

WGC 프로젝트 등록해놓으면 웬만해선 Working Unit 끊이지 않을듯..

Discovering Dengue Drugs - Together

댕기열 약제 개발을 위한 프로젝트

댕기열 뿐만 아니라 Hepatits C (C 형 감염), West Nile (모기 및 금수에 의해 전염되는 뇌염의 일종, 말을 위한 백신은 출시됐지만 아직 인체에 대한 백신 및 치료제는 전무)과 Yellow fever (아프리카와 남미지역에서 유행하는 출혈열)와 같은 Flaviviridae 계열의 바이러스에 대한 항바이러스 약제 개발을 위한 leads 물질을 찾아 국제 보건에 일조하겠다는 프로젝트.

FightAIDS@Home

80년대 인류에게 처음 인지되어온 이래 급속한 성장세로 인류를 위협하고 있는 AIDS. 2004년 현재 4천만여명에 달아고 있다. 그럼에도 아직 이렇다할 약제가 없는 상황이다. 이에 HIV Protease를 타겟으로 하는 새로운 항 HIV 약제(protease inhibitors)를 개발하기 위해 leads 분자구조들이 HIV Protease에 잘 작동(억제)하는지에 대해서 시뮬레이션하는 프로젝트

본 프로젝트에서는 AutoDock라는 프로그램을 이용하는데 이는 후보 약제의 3차원 구조가 HIV Protease와 얼마나 잘 결합하는지 예측하는 프로그램이다.

Help Conquer Cancer

X-ray crystallography라는 물질의 구조를 파악하게 해주는 기술을 이용하여 암의 초기 및 진행과정에서의 치료제에 도움이 될 만하지만 아직 잘 알려지지 않은 단백질들의 구조를 확인하는데, X-ray crystallography으로 확인된 단백질 구조를 보다 정확하게 확인할 수 있게 하는 프로젝트


Help Cure Muscular Dystrophy - Phase 2

Muscular Dystrophy (근육성이영양증, 근육발육이상이,근육영양증)에 대한 치료제 연구로써 Neuromuscular Diseases (신경근육,신경근 관련 질병)와 관련이 있는 단백질들에 초점을 맞추어 이미 알려진 2,200개의 단백질간의 상호작용(protein-protein interactions)을 조사하여 그 단백질을 억제(inhibit) 혹은 활성(enhance) 시키는 물질을 디자인하여 Muscular Dystrophy와 기타 다른 Neuromuscular Diseases의 치료 물질 개발에 일조하는 프로젝트


Help Fight Childhood Cancer

Human Proteome Folding - Phase 2

Human Proteome Folding 프로젝트 그 두번째!!

첫 번째는 언제 했었던거죠?? ^^;;

여하튼 HPF 프로젝트의 두 번째 시즌 동안 분석되어질 것은 첫 시즌 동안 분석되어진 인간 단백질 구조를 재분석 하는 것입니다. 그냥 재분석이 아닌 좀더 디테일하게 단백질 구조(각 단백질들의 subset들)을 파악하기 위한 작업입니다. NY Univ의 Biology/ Computer Science과에서 연구한다는데 Rosetta가 프로그램 이름인지 Rosetta stone의 Rosetta인지는 정확히 모르겠습니다.

 

여하튼 이 HPF 프로젝트 또한 Drug Target관련 프로젝트입니다.


Influenza Antiviral Drug Search

제목과 같이 Influenza 바이러스의 약제 개발 관련 프로젝트 입니다.

현재 Tamiflu와 Relenza와 같은 약이 효과가 있다고는 하지만 백신 혹은 Influenza를 막기위해 개발된 치료제는 아니므로 언제나 취약점을 가지고 있습니다. 그리고 바이러스의 특성상 돌연변이가 손쉽게 일어나므로 그에 대한 방비를 하기 위해 본 프로젝트는 broad하게 적용되는 백신 개발을 목표로 하는 것 같습니다.

바이러스가 돌연변이를 잘 일으키긴 하지만 기본 구조는 유지해야지 생존 가능하겠죠? 그 기본 구조를 타겟으로 하는 백신을 디자인 하는 것 같습니다.

사족
과거에는 Epidemic이었던 전염병들도 현대 사회에서 비행기라는 유용한 교통수단으로 Pandemic으로 바뀌어 버리게 되는 큰 문제를 야기시키고 있지요.

용어 문의, 제가 지금 정확히 기억이 안나서..
Epidemic: 일정 기간동안 일정 지역에만 유행하는 전염병

Pandemic: 전세계적인 유행성 전염병

제가 설명하는 것이 맞나요???

Nutritious Rice for the World




The Clean Energy Project

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WCG 세부과제중 하나인 Rice내의 단백질 구조 예측이 어떤 결과를 나타내는지에
대한... 동영상입니다.



결론: 당신의 유휴 컴퓨팅 파워가 식량 부족국가에 큰 도움이 된다는 좋은 얘기일것입니다.

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What is World Community Grid?

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Rectilinear Crossing Number Project 홈페이지

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S.I.M.A.P. 공식홈페이지








관련 논문

• Rattei T, Tischler P, Arnold R, Hamberger F, Krebs J, Krumsiek J, Wachinger B, Stümpflen V, Mewes W.
  SIMAP – structuring the network of protein similarities.
  Nucleic Acids Res. 2008 Jan;36(Database issue):D289-92.
• Rattei T, Arnold R, Tischler P, Lindner D, Stumpflen V, Mewes HW.
  SIMAP: the similarity matrix of proteins.
  Nucleic Acids Res. 2006 Jan 1;34(Database issue):D252-6.
• Arnold R, Rattei T, Tischler P, Truong MD, Stumpflen V, Mewes W.
  SIMAP–The similarity matrix of proteins.
  Bioinformatics 21 Suppl 2 (2005):ii42-ii46.

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PS3GRID 공식홈페이지

일반 CPU를 이용한 계산 대신 보다 향상된
NVIDA의 GPU 프로세서 혹은 Playstation3의 Cell 프로세서를
이용한 분자 구조 예측 프로젝트.

구글링을 하시다보면 X-Box나 PS를 grid로 묶어서
실제로 연산작업을 하는 연구실도 있습니다.
-일반 CPU보다 월등한 성능을 나타내니 학생들이 교수 몰래
  잠시 여가를 즐기는 위험을 감수하는 듯 합니다. (그냥 웃자고 한 얘깁니다.)

"High-performance all-atom biomolecular simulation" 이라고 하니
일반 CPU보다 워낙 성능이 좋으니 특정 분자에서 각각의 원자들
하나하나에 대한 물리적인 값들을 이용하여 가장 작은 에너지값을
가지는 구조를 예측하는 것 같습니다.

원자간 반발력까지 계산을... ㅎㄷㄷㄷ

사이트를 방문하시면 일반 CPU와 Cell processor/  GPU processor와의
연산 처리량 비교해논 것이 있는데...  적게는 10배 많게는 100배의 연산차이가...

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malariacontrol.net 공식 홈페이지

프로젝트 이름 그대로 말라리아 억제 및 퇴치를 위한
시뮬레이션 및 모델링을 위한 작업의 프로젝트입니다.
아프리카의 어린 생명들이 30초마다 죽어가는 것을 방지하고자
화학요법 및 새로운 백신개발의 효율성을 높이고 가장 효과적인
말라리아 치료법을 찾기 위해 본 프로젝트가 이용된다고 합니다.

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Docking@Home 공식 홈페이지

이름에서도 잘 나와있다 시피 기존의 단백질 구조 예측이 아닌
단백질과 잘 결합하는(Docking) 리간드(Ligand) 찾기 프로젝트입니다.

단백질과 결합하는 리간드가 왜 중요한가?
리간드가 단백질과 결합하게 되는경우 리간드에 의해
기존 단백질의 겉표면이 변형되어 그 활성도가 달라지기 때문입니다.
보통 단백질과 리간드의 상호작용에 대한 시뮬레이션 작업의 경우
약제개발을 위해 하게 됩니다.

지구상에는 인위적으로 합성할 수 있는 물질(리간드)가 수천, 수만개가
존재하고, 우리 몸속에도 수천,수만개의 단백질이 존재합니다.

주먹구구식으로도 수만X수만개의 조합이 나오지만 현재 컴퓨팅 파워로는
사실 그리 많은 조합수도 아닙니다. (머크와 같은 대형 제약회사에서도
충분히 감당할 만한 스케일입니다.)

하지만 이렇게 BOINC 프로젝트에 합류해야 하는 이유는...
지금까지의 Protein-Ligand 상호작용 예측에서 분자들의 Flexibility까지
생각할 여력이 없었습니다. 컴퓨팅 파워가 딸려서요.. ^^
About D@H의 하단의 Multi-Scale Models에서 Flexibility를 제외한 부분의
작업량도 상당하지만 Flexibility만큼은 못한걸로 알고 있습니다.

컴퓨팅 파워가 현격히 증가했지만, 분자들의 Flexibility까지 계산하기에는
한 회사로써는 너무많은 시설투자가 들기때문에 엄두를 내지 못하는것이죠.

그래서 BOINC에 합류하게 된것 같습니다.

※ 리간드는 그냥 단백질과 같은 수용체와 결합하는 원자및 분자들의 총칭입니다.
※Flexibility 는 유동성이라고 생각하시면 됩니다.
    분자들을 이루고 있는 원자들이 항상 같은자리에 있지 않다는것은
    알고 있으실것입니다. 그래서 우리 눈으로는 관찰하기 힘들지만 항상
    같은 모양을 하고 있지 않게 됩니다. 이러 이유로 Flexibility가 생기는 것이죠.

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The Lattice Project 공식 홈페이지

University of Maryland의 생물정보학 센터에서 하나의 주제에 대해서
다양한 프로그램을 작동시키는 듯한 느낌을 받았습니다.

박테리아나 바이러스의 단백질 서열간의 진화적 관계에대한 연구를
여러 프로그램 (GARLI, HMMPfam, MARXAN)을 사용해서 증명하려는 듯.

염기서열이나 단백실 서열을 가지고 다양한 생물종간의 진화에 대한
이해를 하고자 하는 프로젝트입니다.

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