World Community Grid/Influenza Antiviral Drug Search – Planet 3DNow! Distributed Computing Wiki

Steckbrief
Kategorie:	Biologie & Medizin
Betreiber:	IBM und The University of Texas Medical Branch, Galveston
Nationalität:	USA
Start:	Mai 2009
Status:	Stabil
Checkpoints:	Ja
Webseite:	www.worldcommunitygrid.org
Anmelde-URL:	http://www.worldcommunitygrid.org/
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Influenza Antiviral Drug Search (IADS) wird, wie auch Discovering Dengue Drugs - Together, von der University of Texas Medical Branch in Galveston betrieben und nutzt die Plattform des World Community Grid. Ziel des Projektes ist es, neue Medikamente zu finden, die die Ausbreitung einer Grippeinfektion im menschlichen Körper unterbinden können. Die Forschung richtet sich insbesondere gegen bereits resistente Grippestämme als auch gegen neu auftretende Stämme. Die Identifizierung besonders geeigneter Medikamente könnte die Behandlung saisonaler Grippeausbrüche und sogar von Grippeepidemien und -Pandemien handhabbarer machen.

Projektbeschreibung

Das Problem mit der Grippe ist dessen Fähigkeit zur schnellen Mutation. So treten Jahr für Jahr neue Varianten auf. Zwar werden in Vorbereitung auf die jährlichen Grippeausbrüche Medikamente entwickelt, die manchmal aber den tatsächlich auftretenden Grippe-Viren gegenüber keine Wirkung erzielen. Einen anderen Ansatz verfolgen Neuraminidase-Hemmer wie Oseltamivir (kommerzieller Name Tamiflu) und Zanamivir (kommerzieller Name Relenza), die die Ausbreitung im Körper verhindern können. Diese Medikamente sind aber nicht gegen alle Grippe-Viren geeignet, zudem können resistente Viren gegen diese beiden Medikamente auftreten. Konkret möchte Influenza Antiviral Drug Search nun nach Mitteln suchen, die die Reproduktion der Grippe-Viren innerhalb des Körpers stoppen können. Dazu geht das Projekt ebenfalls den Weg über die Neuraminidase-Hemmer (für Interessierte bietet sich evtl. der verlinkte Wikipedia-Artikel an). Die Forschung zielt auf das Hemmen der Neuraminidasen N1, N2, usw., dem Protein NS1 und dem Hämagglutinin, dass der Grippe-Virus benötigt, um sich im Körper auszubreiten. Unter Nutzung der bekannten chemischen Struktur dieser Ziele werden virtuelle chemische Experimente durchgeführt, die zeigen sollen, welche der Millionen von Mitteln am besten gegen die Grippe-Viren wirken. Für die Berechnungen wird wieder einmal AutoDock eingesetzt. Diese Software kommt bereits bei den Projekten FightAIDS@Home, Discovering Dengue Drugs - Together und Help Fight Childhood Cancer zum Einsatz. Sobald potentielle Medikamente identifiziert sind, beginnt die eigentlich Arbeit im Labor bis hin zu echten Medikamentenversuchen. Im besten Fall gibt es bald ein wirksames Mittel um gegen ernstere Ausbrüche gewappnet zu sein.

Erfolge des Projekts

Am 04. November 2009 wurde "Influenza Antiviral Drug Search - Phase 1" beendet. In dieser Phase wurden 3 Millionen medikamentenähnliche Moleküle gegen neun Grippestämme getestet. Die 27 Millionen erforderlichen Simulationen wurden in nur fünf Monaten abgeschlossen. Der Cluster der Projektbetreiber hätte daran 100 Jahre rechnen müssen. Allerdings sind unter den bisherigen Hits typischerweise 90-95% "false positives", womit eine reale Untersuchung in (echten) Labor-Tests zu ineffizient wäre. Hier soll Phase 2 ansetzen. Die Betreiber erwarten, dass die meisten "false positives" eliminiert werden. Die verbliebenen Treffer sollen dann real im Labor untersucht werden.

Dieser Abschnitt ist ausbaufähig. Falls dir weitere nennenswerte Erfolge des Projekts bekannt sind, kannst du sie hier eintragen.

Planet 3DNow!

Planet 3DNow! nimmt seit dem 11.06.2005 am World Community Grid und seit Mai 2009 an Influenza Antiviral Drug Search mit einem eigenen Team teil.

Teilnahme

Das Projekt läuft unter dem Dach des World Community Grid. WCG wird über die BOINC-Plattform betrieben, die URL zur Anmeldung lautet http://www.worldcommunitygrid.org. Bei der Account-Erstellung ist zu beachten, dass WCG keine Sonderzeichen und Umlaute im Passwort akzeptiert. Im Gegensatz zu den meisten (allen anderen?) Projekten wird der Benutzer nicht über die E-Mail-Adresse identizifiert, sondern über den Benutzernamen. Da unter dem Metaprojekt World Community Grid verschiedene Projekte vereint sind, kann jeder Teilnehmer für sich entscheiden, welche Projekten er unterstützen möchte. Um für Influenza Antiviral Drug Search zu rechnen, muss im Profil unter "My Projects" der entsprechende Haken gesetzt werden.

Besonderheiten

Alle Projekte unter dem Dach von World Community Grid unterstützen Checkpoints, bei IADS werden die Checkpoints etwa alle 3 - 10 Minuten geschrieben.
Die Deadline, innerhalb der die Berechnungen abgeschlossen und vollständig zurückgemeldet werden muss, beträgt zehn Tage.
Die Laufzeiten der WUs liegen je nach verwendetem Prozessor zwischen 3,5 und 10 Stunden.
Die Speicherbelastung der WUs liegt bei bis zu 120 MByte.
Das Quorum beträgt 1, d.h. jede Work-Unit wird nur jeweils einmal ausgeliefert
Creditvergabe: Bei WUs mit Quorum 1 fällt auf, dass die "claimed credits" nicht den "granted credits" entsprechen. In den WUs wird ein zusätzlicher Mini-Benchmark ausgeführt dessen Ergebnis später die Grundlage für die "claimed credits" bei einem Quorum von 1 ist.