Компьютер моделирует ДНК

Совещание было организованно Отделением радиационных и радиобиологических исследований ОИЯИ (руководитель - профессор Е.А.Красавин), которое втечение более 30 лет изучает различные аспекты радиационно-генетических процессов, происходящих в живых клетках. На совещании собрались специалисты из различных областей знаний – компьютерного моделирования, биофизики и физической химии, физики наноструктур и т. п., из ведущих научных центров Японии, США, Европы, российских академических институтов и университетов, ОИЯИ. Доклады, представленные на совещании, охватывали широкую тематику: моделирование ДНК и белков, нанокластеры, мембраны, квантовая биофизика, молекулярное моделирование физических и химических систем, параллельные вычисления в биомолекулярном моделировании.

Следует отметить, что начиная с середины 1990-х годов молекулярное моделирование приобрело исключительное значение в биофизических и нанотехнологических исследованиях как один из самых мощных подходов и методов компьютерного анализа. Точность, эффективность, прямое сравнение с экспериментом плюс возрастаящая с каждым годом вычислительная мощность сделали методы молекулярного моделирования незаменимым инструментом в науке и технологии. Ключ для выяснения природы большинства макроскопических природных явлений лежит именно в знании закономерностей процессов, происходящих на атомно-молекулярном уровне.

Сегодня применение методов молекулярного моделирования достигло той точки, с которой оно способно обеспечить реальный взгляд на процессы и механизмы, протекающие в физических, химических и в особенности биологических системах (ДНК, белки и подобные структуры).

В указанном направлении наибольшего развития и успехов добились вычислительные группы из Японии и США. Это было основным аргументом, на основании которого дирекцией ОИЯИ принималось решение о создании нового сектора компьютерного молекулярного моделирования на базе Отделения радиобиологических и радиационных исследований. Новый сектор возглавил профессор Х.Т.Холмуродов. В ходе работы сектора и организовано первое в России международное совещание, посвященное молекулярно-динамическому моделированию для биофизических и нанотехнологических исследований.

Участники совещания - ведущие спеиалисты по биологии и физики из университетов Тохоку и Кейо, РИКЕН (Япония), биологических научных центров Российской академии наук (Пущино и Карелия), ОИЯИ и т. д.-обменялись мнениями и наметили дальнейшие планы сотрудничества, в том числе будущих совместных проектов. Участники совещания познакомились с исследованиями, проводимыми на базовых установках Института, с радиобиологическими и бифизическими экспериментами ОРРИ ОИЯИ.

More >>

 

С 8 по 11 сентября в Доме международных совещаний прошло Первое международное совещание "Молекулярное моделирование в науках о веществе и биологии". По сути это одно из первых узконаправленных совещаний в России, посвященное компьютерному молекулярно- динамическому моделированию в физико-химических и биофизических задачах.


Вот высказывания некоторых из участников совещания:

Профессор Ф. ПИЧИЕРРИ (университет Тохоку, Япония):

 

"Это совещание предоставило нам возможность увидеть результаты работы ученых, занимающихся исследованиями в различных областях, решающих различные проблемы с помощью методов молекулярного моделирования. Очень важно, и это видно из сделанных докладов, что методы молекулярной динамики, а именно компьютерное моделирование, дополняют экспериментальные исследования. Кроме описания экспериментальных данных, молекулярная динамика дает хорошую возможность предсказывать результаты некоторых выполняемых экспериментов, а также и таких экспериментов, которые просто невозможно выполнить."

Профессор К. ШАЙТАН (МГУ, Россия):

 

"Молекулярное моделирование применяется на стыке фармокологии, нанотехнологии, отраслей науки и техники, связанных с созданием новых материалов. Этот стык наук, возникший всего 10-15 лет назад, сегодня очень интенсивно развивается. Молекулярное моделирование в России имеет хорошие перспективы для развития, поскольку представляет не только фундаментальную науку, но и своеобразный мостик, который может быть перекинут от фундаментальных знаний о "строительстве" вещества к созданию новых материалов, устройств, что уже относится к сфере инновационных процессов. Молекулярная динамика, которой посвящено это совещание, фактически является инструментом, позволяющим перевести наши фундаментальные знания о молекулах в плоскость молекулярной инженерии и биоинженерии, то есть в плоскость молекулярных конструкций, проигрывать сценарии работы с большими биологическими группами, и т. д. Нынешнее совещание, состоявшееся при активном участии японских коллег, говорит о том, что здесь было интересно обсуждать различные проблемы."

Доктор Т. ИИТАКА (РИКЕН, Япония):

 

"По общему мнению участников, настоящим совещанием дан очень хороший импульс научному сотрудничеству, что позволяет надеяться на более тесные контакты и обмен информаций в будущем, причем не только на основе алгоритмических или вычислительных подходов молекулярного моделирования, но также и на базе высокопроизводительных компьютеров, разрабатываемых сейчас в РИКЕН.

Отметим, что в начале этого года РИКЕНом были предоставлены два мощных суперкомпьютера MDGRAPE-2 производительностью 12,5 TFLOPS (эта единица производительности - терафлопс - составляет миллион миллионов операций в секунду. - Ред.), с целью создания и поддержки вычислительной базы Центра Молекулярного Моделирования ОРРИ ОИЯИ. Эти специализированные компьютеры предназначенны для вычисления структурных конформаций белковых молекул и позволяют проводить исследования больших молекулярных структур."

 

М. Холмуродов