Folding@home: Hardware.no viser muskler!
Innhold
Innledning
Folding@home-logoen
Professor Vijay S. Pande ved Stanford University i California, USA, startet Folding@home-prosjektet i oktober 2000. Siden da har nesten 1 million datamaskiner verden over levert resultater til prosjektet, som er like enkelt som det er genialt; ved å utnytte tallknusingsevnen hos de mange datamaskiner i hus og hjem, kan man kanskje komme til bunns i hvordan, og hvorfor proteiner bretter/kveiler seg ("folding" betyr på norsk bretting/kveiling) til sin tredimensjonale form.
Proteiner sa du?
Proteiner (av det greske ordet protos, som betyr "først"), er helt fundamentale i alle levende organismer. Proteinene er store, organiske molekyler, og består av ulike kombinasjoner av 20 ulike aminosyrer (nitrogenholdige syrer). Aminosyrene er i sin tur bundet sammen av peptidbindinger i lange kjeder. Proteiner ble først oppdaget av den svenske kjemikeren Jons Jacob Berzelius i 1838.
Aminosyrene serin, histidin og leucin er her festet sammen av peptidbindinger. Disse kjedene av aminosyrer kveiler seg sammen til 3D-strukturer, vi sier at de foldes. (kilde: greenspirit.org)
Uten disse arbeidshestene av noen molekyler ville cellene våre verken hatt funksjonene eller formen de har. Proteinene utgjør en stor gruppe (det finnes rundt 200000 ulike proteiner i menneskekroppen), og de varierer meget i både størrelse, mengde i kroppen og arbeidsoppgaver; de lar deg lese og oppfatte dette gjennom nervecellene i hjernen, de trekker sammen musklene dine slik at du kan skrive på tastaturet ditt, og de utgjør også bindevevet som holder oss sammen. Til og med når maten brytes ned i tarmene dine etter et måltid, er det proteiner som gjør arbeidet.
Ulikt mange andre makromolekyler i kroppen, som for eksempel karbohydrater, har proteinene en kompleks tredimensjonal struktur. Denne oppstår ved at proteinene kveiler/bretter seg sammen idet de lages på ribosomene, cellenes "proteinfabrikker". Hver gang et gitt protein (for eksempel proteinet som bryter ned fettet i tarmene, lipase) blir produsert på ribosomene, får det akkurat samme 3D-struktur som andre av samme sort. Rekken av aminosyrer i proteinet er ene og alene det som bestemmer den tredimensjonale strukturen. Vi mangler i dag kunnskapen til å kunne forutse et proteins 3D-struktur ut fra rekken av aminosyrer, og det er akkurat dette Folding@home-prosjektet prøver å bøte på.
Struktur gir funksjon
Det er en kjensgjerning at struktur er nøkkelen til funksjon, og man har derfor forsøkt å forstå hvorfor, samt hvordan de ulike proteinene får akkurat den 3D-strukturen de har. Feil i proteinkodingen og -produksjonen kan medføre at proteinene får feil struktur og funksjon. Nettopp dette er årsak til mange sykdommer, som for eksempel Alzheimers sykdom, Parkinsons sykdom, Creutzfeldt-Jakobs sykdom og ikke minst kreft. Finner vi ut av hvordan, og hvorfor de ulike proteinene kveiler og bretter seg slik de gjør, kan vi kanskje forebygge og behandle disse og andre sykdommer mer effektivt. Også virus er avhengige av proteiner for å kunne spre seg, og en dypere innsikt i hvordan proteinene dannes, vil muligens hjelpe oss å slå tilbake mot de mange lumske virusene.
Visualisering av proteinet p53, et såkalt tumor-suppressorprotein. Mangel på eller feil på dette proteinet er ofte en av årsakene til kreft. (kilde: accelrys.com)
For å komme til bunns i proteinkveilingen trenger man for det første kunnskap om kjemiske bindinger og affinitet mellom ulike atomer. Dette har vi allerede. For det andre må man vite hva slags atomer de ulike proteinene består av, samt hvor disse sitter i forhold til hverandre. Dette har vi også fra før. Det tredje man behøver, og som vi prøver å oppnå, er masse datakraft for å gjøre utregninger. Ved å simulere hvordan et protein brettes og kveiles mange ganger på en datamaskin, kan man forutse hvordan det skjer i virkeligheten. Det er denne tid- og ressurskrevende prosessen som populært blir kalt "tallknusing". Tallknusing kan i prinsippet gjøres på to ulike måter; ved å anskaffe en gigantisk "supercomputer", med hundre- eller tusenvis av prosessorer, eller ved å bruke mange enkeltstående datamaskiner som hver og en regner ut en bit av "puslespillet". Det er den sistnevnte angrepsmåten Folding@home har valgt, og på godt norsk kalles dette "distributed computing".
Hvordan delta?
Bidra til forskning på kreft på Hardware.no-laget
Her kommer du som hardware-entusiast og leser av Hardware.no inn i bildet. Du kan bidra til forskningen på proteinkveilingen, og det nesten uten å løfte en finger! Ved å legge inn Folding@home-klienten på din datamaskin, kan du donere overskuddet av prosessorkraften din til forskingens beste. Din datamaskin blir da en del av en klynge av datamaskiner som beregner proteinenes forventede kveiling. Når du selv ikke benytter prosessoren, vil Folding@home-klienten simulere proteinkveiling i bakgrunnen, for så å sende resultater til Stanford University med jevne mellomrom. Programmet finnes i utgaver for Windows 95/98/2000/XP, MacOS, og Linux (herunder også *BSD). Om du nå skulle tenke "vil ikke dette gjøre PC-en min tregere?", så er svaret nei og atter nei. Folding@home benytter KUN overskuddet av CPU-kraft, og gjør ikke PC-en din merkbart tregere.
Slik ser Folding@home-klienten i grafisk utgave ut.
Flere utenlandske nettsteder som [H]ardOCP, Overclockers.com og Overclockers Australia har lenge vært deltakere i Folding@home-prosjektet. Nå er det på tide at også Hardware.no markerer seg sterkt! Ved å registrere Hardware.no sitt lagnummer, 37651, i klientprogrammet når du installerer det, blir du også med oss. For øyeblikket ligger Hardware.no på plass 167 av totalt 31656 lag, og dette har vi klart på bare 4 uker! Vi har virkelig skutt som en rakett oppover listene hos Stanford. Men vi akter ikke å stoppe der; målet er å ligge blant de beste av de beste. For å klare dette trenger vi akkurat din hjelp. Hver eneste prosessor vi kan få under vår fane bidrar til å løfte oss høyere.
Hvordan delta?
Det er såre enkelt å delta på Folding@home, team Hardware.no. Følg bare disse trinnene;
- Last ned og installer Folding@home-programvaren fra Folding@home-prosjektets hjemmeside (hurtiglenke til Folding@home for Windows 98/ME/NT/2000/XP).
- Velg et brukernavn under installasjonen (gjerne brukernavnet ditt på forum.hardware.no, om du er registrert der).
- Legg inn "Team number" 37651 etter installasjonen (i Folding@home Control Panel som kommer opp rett etter installasjonen, se bilde lenger nede). OBS! Det er svært viktig at du legger inn team number 37651 om du vil være med på team Hardware.no!
- Folding@home starter nå automatisk hver gang du starter PC-en; det legger seg i taskbaren.
Du finner mer informasjon og diskusjon omkring Folding@home i denne forumtråden.
