[Terminé]Article sur le projet GPUGRID....

[Jaehaerys Targaryen]

Un article sur GPUGRID qui à l'air intéressant....

Merci à vous...

The 6th public newsletter of the Virtual Physiological Human Network of Excellence includes an article about the recent scientific results obtained thanks to GPUGRID's volunteers.The article is on page 12; it features a couple of (very   illustrative, in my opinion) figures which are scientific visualizations of the recent "TRYP" experiments.

Researchers at Hospital del Mar Research Institute (IMIM) and Pompeu Fabra University (UPF) have successfully reproduced and reconstructed the complete process ofa small molecule binding with its target protein.

The results of the research are exposed in a paper titled Complete reconstruction of an enzyme-inhibitor binding process by molecular dynamics simulations, which is now available online from the Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS) [1]. The binding process of a drug, usually a small molecule, to its target protein is highly dynamic and depends on interactions at a nanometric scale (billions of times smaller than a metre) and occurs at timescales of nano/microseconds (billions of times faster than a second). The capturing of movements of small molecules with a resolution of up to an atom is beyond current technical capabilities. However, using computer techniques, it is possible to represent the molecules at atomic scale and reproduce their movements with high mathematical precision. Importantly, the analysis produces detailed information on the time scales of the process involved, that is, the drug binding and unbinding rates, also known as drug's kinetics.
Such temporal information, previously not amenable of computational treatment, has recently been shown to correlate with drugs'efficacy, specificity, and propensity to produce side effects. In particular, the team used a distributed computing infrastructure, GPUGRID.net, and the contribution of thousands of volunteers distributed worldwide, which donated a part of the "idle" computational power of their machines to compute the interactions between trypsin (a serine protease) and a corresponding inhibitor (the small molecule benzamidine).
The complete process of binding of the drug with the protein was simulated, at the atomic resolution, almost five hundred times, allowing the researchers to describe in detail all of the steps involved in the recognition between the two molecules. The methodology developed enables the calculation of the binding affinity and binding timescales, as well as understanding the interactions established by the drug in order to act, thus moving towards safer and more efficient design of new drugs. Technically, the root of the technique lies in using an accelerated simulation software (ACEMD) to generate the molecular trajectories that are then used as inputs to build a Markov model; the trained model, in turn, allows the inference of the required observables and timescales. The daunting amount of computation involved by the study of the events was collected from graphical processing units (GPUs), commodity hardware which is normally used in desktop computers to generate sophisticated graphical effects in video-games.
The distribution of collection of thousands of computers, scattered worldwide, was possible thanks to technologies developed and distributed within the Virtual Physiological Network of Excellence ToolKit like, for example, Rboinc, which makes the distributed computing grid available as a virtual supercomputer. IMIM and UPF are part of the VPH NoE Network, and the idea to characterize the kinetics of drugs on realistic targets with all-atom molecular simulations through large-scale volunteer computing evolved from the VPH NoE's Seed Exemplar Project 4, whose aim was to predict adverse cardiac effects due to the drug-induced blockage of the hERG channel. Understanding how protein and molecules bind – in which the latter causes a biological response after being recognised by the former (binding) – is vitally important for the design of new drugs. Despite the progress made so far with the technique, no study had provided a complete reconstruction of the protein-ligand binding process.
"The method provides not only the binding affinity and the kinetics of the reaction, but also information about the atomic resolution during the process: binding sites, transition states and metastable states are potentially useful for expanding the probability of success when designing drugs. The methodology can be directly applied to other molecular systems and is therefore of general interest in biomedical and pharmaceutical research," explains Gianni de Fabritiis, coordinator of the Computational Biophysics Laboratory of the Biomedical Computer Research Programme (GRIB) run by Hospital del Mar Research Institute (IMIM) and Pompeu Fabra University (UPF) of Barcelona. This groundbreaking project helps show a process that was hitherto invisible and therefore unknown, and opens up a new avenue in the design of new drugs. The researchers are now working to expand the applicability of this methodology and make better use of the computational capabilities as, in cases in which ligands are larger and more flexible and where the proteins involve more complex binding processes, greater computational effort is required.

[ousermaatre]

Le 6ème bulletin publique du  Virtual Physiological Human Network of Excellence  comprend un article sur les récents résultats scientifiques obtenus grâce aux bénévoles de GPUGRID.
L'article est à la page 12 ; Il présente un couple de  chiffres, qui sont des visualisations scientifiques des récentes expériences « TRYP ».

Des chercheurs de l'Hôpital "del Mar Reserach Institut (IMIm)" Espagne  et Pompeu Fabra University (UPF) ont reproduit avec succès et reconstruit la liaison de petites molécules avec une protéine cible, dans son processus intégral.

Les résultats de cette recherche sont développés dans un document intitulé " la reconstruction complète d'un processus de liaison-inhibiteur de l'enzyme
par simulations de dynamique moléculaire ", lequel est dès maintenant mise en ligne à partir du site  Proceeding of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS) .
Le processus de liaison d'un médicament, généralement une petite molécule, à sa protéine cible est très dynamique et dépend des interactions à l'échelle nanométrique (milliards de fois plus petits qu'un mètre).  Il se produit à des échelles de temps, les nano/microsecondes (milliards de fois plus rapides qu'une seconde).
La capture des mouvements de  ces petites molécules avec une résolution  jusqu'à la taille d'un atome est au-delà des capacités techniques actuelles.
Cependant, en utilisant des techniques informatiques, il est possible de représenter les molécules à l'échelle atomique et de reproduire leurs mouvements avec une haute précision mathématique.
Mais surtout, l'analyse produit des informations détaillées sur les échelles de temps du processus impliqué, c'est-à-dire les contraintes du médicament et son taux d'efficacité, également connu sous le nom de cinétique du médicament ( résorption, distribution, métabolisme, élimination).
De tels renseignements temporels, ont récemment démontrés leur corrélation avec l'efficacité d'un médicament,  laleur spécificité et leur propension à produire des effets secondaires.
En particulier, l'équipe a utilisé une infrastructure informatique distribuée, GPUGRID.net et la contribution de milliers de bénévoles répartis dans le monde entier, qui a fait don d'une partie de la puissance de calcul « inactive » de leurs machines afin de  calculer les interactions entre la trypsine (une sérine protéase) et un inhibiteur correspondant (la petite molécule benzamidine).
Le processus complet de liaison du médicament avec la protéine a été simulé, à la résolution atomique, près de cinq cent fois, permettant aux chercheurs de décrire en détail toutes les étapes impliquées dans la reconnaissance entre les deux molécules.
La méthodologie développée permet le calcul de l'affinité et  son lien avec  les échelles de temps, ainsi que de comprendre les interactions établies par le médicament afin d'agir. Donc celle-ci  permettra  de définir une conception plus sécuritaire et efficace des nouveaux médicaments.
Techniquement, la racine de la technique est d'utiliser un logiciel de simulation accélérée (DGBAGE) pour générer les trajectoires moléculaires qui sont ensuite utilisées comme entrées pour construire un modèle de Markov ; le modèle formé, lui permet de déduire les observables requis et les échelles de temps.

Le nombre astronomique de calcul concerné par l'étude des événements a été collecté sur des unités de traitement graphique (GPU), un matériel qui est normalement utilisé dans les ordinateurs de bureau pour générer des effets graphiques sophistiqués dans les jeux-vidéo.
Le travail fourni aux milliers d'ordinateurs, dispersés dans le monde entier, a été possible grâce aux technologies développées et distribuées par le réseau physiologique virtuel du ToolKit Excelence. et grâce surtout à l'excellente plateforme Boinc qui rend la grille de calcul distribuée disponible comme un superordinateur virtuel.

IMIM et UPF font partie du réseau NoE VPH. L'idée, de caractériser la cinétique des médicaments sur des objectifs réalistes par des  simulations moléculaires d'atome grâce au calcul bénévole à grande échelle, a évolué à partir du VPH NoE semences Exemplar projet 4, dont le but était de prédire les effets cardiaques dûes à l'obstruction médicamenteuse du canal hERG.
Comprendre comment  les protéines et les molécules interagissaient, puis  provoquaient une réponse biologique néfaste, était d'une importance vitale pour la conception de nouveaux médicaments. Malgré les progrès réalisés jusqu'à présent avec la technique, aucune étude n'avait fourni une reconstruction complète du processus de liaison entre  la protéine et les molécules .

« La méthode, que nous utilisons, fournit non seulement l'affinité et la cinétique de la réaction, mais aussi des informations sur la résolution atomique au cours du processus : les sites de liaison, les États de transition et les États métastables qui sont potentiellement utiles pour accroître la probabilité de succès lors de la conception des médicaments.
La méthodologie peut être directement appliquée à d'autres systèmes moléculaires et est donc d'intérêt général dans la recherche biomédicale et pharmaceutique, "explique Gianni de Fabritiis, coordonnateur du laboratoire de biophysique algorithmique du (GRIB) géré par l'hôpital del Mar Research Institute (IMIM) et Pompeu Fabra University (UPF) de Barcelone. Ce projet révolutionnaire permet de démontrer un processus qui était jusqu'alors invisible et donc inconnu. Il ouvre une nouvelle voie dans la conception de futurs médicaments. Les chercheurs travaillent aujourd'hui à étendre l'appliquabilité de cette méthodologie et de mieux utiliser les capacités de calculs , par exemple dans les cas où les molécules sont plus grosses, plus souples ; et; lorsque les protéines impliquent des processus de liaison plus complexes, ce qui aura pour effet de demander un plus grand effort de calcul.

[ousermaatre]

othographe et grammaire corrigées. 

le texte peut être publié       

[Jaehaerys Targaryen]

ok merci...