Výživná rýže pro svět - Nutritious Rice for the World

Výživná rýže pro svět
VývojářiSamudrala Computational Biology Group,[1] University of Washington
První vydání2008-5-12
PlošinaCross-platform
TypDistribuované výpočty
webová stránkaprotinfo.compbio.washington.edu/rice

Výživná rýže pro svět[2] je Světová komunitní mřížka výzkumný projekt v oblasti agronomie vedená výzkumnou skupinou výpočetní biologie Samudrala[1] na University of Washington. Byla zahájena 12. května 2008.[3][4] Cílem tohoto projektu je předpovědět strukturu bílkoviny majora kmeny rýže. Záměrem je pomoci zemědělcům plemeno lepší kmeny rýže s vyšší výtěžek sklizně, podporovat větší choroba a škůdce odporu a využívat celou řadu biologicky dostupné živiny z nichž mohou mít prospěch lidé na celém světě, zejména v regionech, kde podvýživa je zásadní problém.

Určení struktura proteinů je extrémně obtížný a nákladný proces. I když je možné výpočetně předpovědět strukturu proteinu z jeho korespondence Sekvence DNA, v rýži se nacházejí tisíce odlišných proteinů. To představuje výpočetní výzvu, kterou jeden počítač nemůže vyřešit v rozumném časovém rámci.[5]

Jednou celá rýže genom byly sekvenovány, úsilí se přesunulo k identifikaci geny které se podílejí na zvýšeném výnosu, odolnosti vůči chorobám a nutriční hodnotě. Tento problém je ztížen, protože bylo sekvenováno velmi málo rostlin obilovin, a proto se mnoho genů rýže nepodobá žádným genům známé funkce. Výzkumná skupina pro výpočetní biologii na Washingtonské univerzitě vyvinula Protinfo[6] software, který dokáže vyrobit proteinové struktury za zlomek ceny a času.

Protinfo se používá k vytváření trojrozměrné modely z desítek tisíc rýžových bílkovin. Tyto modely se poté používají k předpovědi funkce každého proteinu a k pochopení role genu, který jej kóduje. Modely a jakékoli analýzy vyplývající z jejich zkoumání budou umístěny v Bioverse databáze a webový server, což je komplexní rámec vztahující se k molekulám, jako jsou proteiny a DNA, k organismus cesty a systémy.

Počítače dobrovolníků na World Community Grid spustí software Protinfo k vytvoření modelů všech proteinů kódovaných genomem rýže, jejichž strukturu lze spolehlivě předpovědět. Tyto modely budou analyzovány a vybrány ty nejlepší. Z výsledných struktur budou predikční nástroje určovat funkci každého proteinu a roli genu, který ho kóduje. Díky síle Protinfo bude World Community Grid nejprve zkoumat více než 10 000 genů a produkovat 100 000 modelů na gen.

Nakonec budou studovány struktury 30 000 až 60 000 proteinů.[7] Předpokládalo se, že vytvoření jedné miliardy modelů v klastru 320 CPU ve Computational Biology Research Group bude trvat asi 30 let; používání World Community Grid však trvalo jen asi dva roky práce na 167 TFLOPS.[8] Funkce distribuovaných výpočtů byla pozastavena v dubnu 2010, zatímco pokračuje interní analýza výsledků. Funkce DC se obnoví, až bude zajištěno financování pro další fáze.

Výsledná znalostní základna snad povede k vývoji vylepšených hybridy kmenů rýže s vyšším výnosem, větší odolností vůči chorobám a škůdcům a celou řadou biologicky dostupných živin. Tyto znalosti lze rozšířit i na jiné potravinářské plodiny, jako je pšenice a kukuřice.[9]

Požadavky na systém

Projekt má minimum Požadavky na systém[10] počítač, který provádí výpočty pro projekt, musí vyhovět, což zahrnuje:

Viz také

Reference

  1. ^ A b Výzkumná skupina výpočetní biologie Samudrala Archivováno 14. Června 2008 v Wayback Machine
  2. ^ Výživná rýže pro web
  3. ^ http://www.t4tcolorado.org/story/nutritious-rice-world
  4. ^ Stránka výzkumných projektů v síti World Community Grid
  5. ^ Stránka projektu na webu World Community Grid
  6. ^ Protinfo
  7. ^ „Používání počítače k ​​pěstování výživnější rýže pro hladový svět“. NSF.
  8. ^ „Superpočítač„ World Community Grid „IBM“ na řešení rýžové krize “.
  9. ^ O stránce Projekt na WCG
  10. ^ Výživná rýže pro svět FAQ