UN DATABASE DI INFORMAZIONI SUL CONFRONTO DELLE SEQUENZE PROTEICHE

ARMONK (New York) – Che cosa hanno in comune il Dna delle alghe australiane, le acque del Rio delle Amazzoni, le piante tropicali e il terreno boschivo? Molto, affermano gli scienziati. E comprendere le similarità genetiche di forme di vita disparate potrebbe consentire ai ricercatori di produrre composti per nuovi medicinali, materiali ecologici, colture più resilienti e aria, acqua ed energia più pulite.

Confrontare le proteine codificate dai geni di svariate forme di vita è l’obiettivo di Uncovering genome mysteries, un nuovo progetto ospitato su World community Grid di Ibm.

Gestito dall’università Unsw Australia e dall’Oswaldo Cruz Insitute brasiliano, il progetto intende eseguire circa 20 quadrilioni di confronti tra 200 milioni di proteine, alla base di un’ampia varietà di organismi.

Impresa titanica che di norma richiederebbe a un singolo computer di eseguire calcoli per 40.000 anni senza interruzioni, ma grazie alla potenza del supercomputer World community grid la durata si ridurrà a pochi mesi. Perché il supercomputer Ibm, che festeggia un decennio di ricerca d’avanguardia su tematiche di interesse umanitario, utilizza la disponibilità e la potenza dei computer di migliaia di volontari sparsi per il mondo. Questi volontari hanno scaricato un’app che prende in prestito la potenza inutilizzata dei dispositivi informatici in momenti in cui essi non servono agli utenti, per esempio durante una pausa breve o prolungata dal lavoro. La scalabilità di questo supercomputer virtuale offre agli scienziati la capacità pressoché illimitata di lavorare con enormi quantità di dati e senza alcun costo. E’ una sorta di volontariato informatico planetario a costo zero e risultati impossibili da realizzare con un solo calcolatore, per quanto super.

Anche se il progetto elaborerà le sequenze proteiche da varie forme di vita, dedicherà particolare attenzione ai microrganismi, per via della loro onnipresenza e della loro importanza. I microrganismi che vivono all’interno e sopra il nostro corpo, per esempio, sono 10 volte più numerosi delle cellule umane vere e proprie. Essi controllano un’enorme varietà di processi naturali importanti per la salute (i batteri intestinali favoriscono la digestione e riducono le allergie), la produzione alimentare (il lievito per la panificazione aumenta la resa, accelera la preparazione e migliora il gusto), l’agricoltura e l’acquacoltura (i batteri eliminano le impurità). I microrganismi sono stati utilizzati per depurare le acque negli impianti di trattamento delle fognature e anche per ripulire le maree nere in seguito a sversamenti di petrolio. I microrganismi nelle piante tropicali esotiche si dimostrano promettenti come fonte di carburante efficienti e sostenibili.

Tuttavia, la maggior parte di queste scoperte è stata effettuata attraverso un processo per tentativi ed errori, oneroso in termini di tempo. Una migliore comprensione dei geni dei microrganismi e delle proteine corrispondenti potrebbe accelerare lo sviluppo di tecnologie e soluzioni pratiche. Nonostante la loro importanza per la salute del nostro pianeta, i microrganismi sono difficili da analizzare a causa delle dimensioni microscopiche, del loro grande numero e della incredibile varietà. Cercare geni utili in organismi sconosciuti rappresenta un compito arduo per gli scienziati. Un piccolo campione di acqua o terreno può contenere decine di migliaia di obiettivi da studiare e ogni organismo può avere migliaia di geni. Un approccio all’individuazione dei “superpoteri” nascosti della natura è analizzare il corredo genetico dei diversi organismi, per comprenderne il funzionamento. L’accelerazione dei cambiamenti climatici e la scomparsa dell’habitat hanno imposto un’accelerazione obbligata dell’identificazione e dell’analisi dei vari Dna e delle proteine che codificano.

Il progetto Uncovering genome mysteries intende produrre un database di informazioni sul confronto delle sequenze proteiche, a cui tutti gli scienziati possano attingere. I leader del progetto sperano che ciò possa portare a identificare nuove funzioni geniche, a scoprire come gli organismi interagiscono tra loro e con l’ambiente e a comprendere meglio come i microrganismi si modificano a causa delle sollecitazioni ambientali, come i cambiamenti climatici.

Quasi tre milioni di computer e dispositivi mobili utilizzati da più di 670.000 persone e 460 istituzioni di 80 Paesi sono la potenza virtuale per i progetti su World community grid. Dall’inizio del programma, i volontari hanno alimentato più di 20 progetti di ricerca, donando quasi un milione di anni di tempo di calcolo alla ricerca scientifica. E hanno contribuito a realizzare importanti progressi scientifici nel campo della salute e della sostenibilità. Ibm invita gli scienziati a presentare le proposte di progetti di ricerca per ricevere questa risorsa gratuita e invita il pubblico a donare la potenza inutilizzata dei loro computer a queste iniziative. Il tutto sul sito worldcommunitygrid.org.