Ukraine RC5 Against Cancer Комп'ютерний проект пошуку нових ліків від раку Комп'ютерний проект пошуку нових ліків від раку

ПРО ПРОЕКТ

ПРО ПРОГРАМУ THINK


СКЛАДОВІ ЧАСТИНИ ПРОЕКТУ


Це дослідження має декілька складових. Вони включають кілька протеїнів, сотні мільйонів молекул, програмне забезпечення, що аналізує хімічні реакції і програмну платформу, що дозволяє здійснювати розподілені обчислення. Далі приведений огляд цих компонентів і коротко описана їхня взаємодія.

Цілі: Протеїни

Основою даного проекту є пошук. Він концентрується на декількох протеїнах, що у попередніх дослідженнях були визначені як потенційна ціль для атаки при лікуванні раку. Ці протеїни мають специфічні зони або "цільові ділянки" у їхній структурній будівлі, на яких молекула лікарського засобу може з'єднатися з протеїном для створення бажаної взаємодії.

Нижче перераховані деякі цільові протеїни, відібрані для цього дослідження. Якщо процесом, у якому беруть участь ці протеїни, можна керувати, то, імовірно, і самим розвитком раку можна керувати. Інші протеїни можуть бути включені до аналізу в процесі розвитку дослідження. Це буде залежати від числа учасників, які, у кінцевому рахунку, нададуть свої ПК для здійснення цього проекту.

SOD ProteinПероксід дисмутази (SOD) є ензимом, що заміщає пероксідний (О2-) радикал. Говорячи про харчування, ми часто чуємо про "антиоксиданти". Уявіть, що SOD і є натуральний антиоксидант. Оскільки ракові клітини виробляють більше оксидантів, ніж нормальні клітини, вони здатні просто окислити себе до смерті. Тому SOD є цільовим протеїном - якщо SOD у раковій клітині буде блоковано, то ракові клітини будуть ушкоджені і можливо буде контролювати їхній подальший розвиток.

VEGF ProteinНеконтрольоване зростання раку стало легендою. Але такого роду зростання має потребу у великому припливі крові в зону розташування кліток. Фактор росту судинного ендотелію (VEGF) сприяє росту кровоносних судин. Якщо ріст кровоносних судин можливо буде обмежити, то, теоретично, можливо буде запобігти розвитку раку.

RAS ProteinRAS протеїни подають хімічне "повідомлення", що активує зростання кліток. Без цього сигнального фактору, клітки не "знали" б, що їм потрібно рости. Блокування RAS у ракових клітках означає кінець їхньому неконтрольованому зростанню.

COX ProteinЦиклооксігеназа (СОХ) зберігає кровоносні судини відкритими і забезпечує приплив крові в зонах ушкодженої тканини, що часто виникають навколо певних ракових пухлин. Знову таки, якщо, блокуючи COX, перерізати необхідне для росту ракових кліток кровопостачання, ракові клітки можуть і не вижити.



Ключі: Молекули

Для створення лікарського засобу науково-дослідна організація повинна знайти, дослідити і відтворити молекулу, що вступає в бажану фармацевтичну взаємодію. Знаходження молекули, що взаємодіє з цільовим протеїном (чи іншим елементом, що сприяє розвитку процесу хвороби) змінюючи цей процес, тобто, взаємодіє з лікарським ефектом, є ключовим у процесі відкриття успішних ліків.

Саме величезна кількість молекул, яку необхідно дослідити, і робить процес відкриття таким захоплюючим. Існують мільярди і мільярди молекул, які можуть потенційно мати властивості ліків. Ті, котрі розглядаються в даному дослідженні, відбираються з "каталогу" молекул, що були попередньо визначені як ті, що, можливо, володіють необхідними характеристиками. Кожна молекула пройде через процес віртуального відбору з використанням програми THINK. Будуть створені віртуальні модифікації цих молекул для того, щоб підвищити імовірність взаємодії молекул з активними зонами протеїну. Ці маніпуляції над молекулами дають дослідникам ще кілька можливих "варіантів" структури кожної окремої молекули. Нові структури, отримані з оригінальної молекули, називаються "de novo" похідними.

Програма відкриття ліків: THINK

THINK - це комп'ютерна програма відкриття ліків, розроблена одним з ведучих фармацевтичних експертів Кеитом Девісом (Keith Davies) з "Тревенер Консалтантс". THINK - це програма, яку учасники проекту можуть бачити на екранах своїх комп'ютерів, у той час коли вона досліджує можливість молекул взаємодіяти з одним із протеїнів.

THINK оцінює властивості молекул, щоб визначити, чи можлива їхня взаємодія з цільовим протеїном. Це не так просто зробити. Досить важко досліджувати структуру молекули і визначати її потенціал, оскільки вона є тривимірним об'єктом і може приймати безліч форм. Тому THINK має конформаційний блок, що розраховує і вивчає всі можливі варіанти зміни форми молекули, що можуть допомогти їй взаємодіяти чи "зістикуватися" із протеїном. У деяких положеннях взаємодія між молекулами може і не відбутися. Наприклад, два атоми, що разом можуть взаємодіяти з протеїном, можуть не знаходиться поруч друг із другом у даному варіанті структури. Тому молекула піддається конформуванню щоб визначити, чи не будуть в іншому варіанті структури необхідні елементи знаходитися поруч для утворення взаємодії. Більш того, THINK досліджує молекули, щоб дізнатися, чи не можна внести в них невеликі зміни (de novo похідні), з метою підвищення шансів молекули на хімічну взаємодію. Це дозволяє дослідникам проаналізувати ще декілька варіантів для кожної молекули. Далі THINK використовує функцію оцінки, що дозволяє оцінити будь-яку взаємодію, щоб визначити, який вид взаємодії і які молекули мають кращі шанси стати ліками.

У середньому, оцінка кожної молекули для кожного протеїну на комп'ютері 750МГц повинна займати 1-2 хвилини, але деякі молекули можуть мати більш складну структуру, можуть мати більше варіантів структури або de novo похідних, що може значно збільшити час аналізу.

Розподілені обчислення: мета-процесорна технологія

Мета-процесорна технологія United Devices - це програмна платформа розподілених обчислень, що дозволяє персональним комп'ютерам окремих осіб разом працювати над цим дослідженням. Одним з компонентів цієї платформи є UD Agent, програма яку запускають на своїх комп'ютерах учасники дослідження щоб взяти участь у проекті. UD Agent отримує з мета-процесорних серверів, що знаходяться в United Devices блоки даних, використовує вільний процесорний час для аналізу молекул і протеїнів, і після цього передає результати назад мета-процесорним серверам. Чим більше людей запустять UD Agent і будуть використовувати свої ПК, тим більше потужностей буде для просування проекту уперед.

далі... загальна картина: кроки до відкриття...



  Зроблено в perelom.com © 2001 Головна | Про проект | Про команду | Статистика | Форум | Лінки | Приєднатися! |

Догори