Newsletter RNBIO Luglio 2009, Anno 1, Numero 3

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Attività del gruppo di lavoro di Bioinformatica strutturale

Referente: Angelo Facchiano, Istituto di Scienze dell’Alimentazione, CNR, Avellino angelo.facchiano@isa.cnr.it
Partecipanti: P. Romano e M. Rocco (IST, Genova), E. Rossi e S. Giuliani (CINECA, Bologna), S. Tommasi (IRCCS Osp. Oncologico, Bari), L. Zammataro (Humanitas), V. Gattei (CRO, Aviano).

La costituzione di un gruppo di lavoro sulla bioinformatica strutturale nasce dalla constatazione della necessità di conoscere le relazioni tra struttura e funzione delle molecole coinvolte nei processi fisiologici e patologici di interesse nello studio dell’oncologia, allo scopo di comprendere le basi molecolari delle patologie. Mediante gli strumenti della bioinformatica e della biologia computazionale, è possibile sia ottenere modelli molecolari tridimensionali “predetti” (sicuramente meno affidabili dei modelli sperimentali ma ottenibili riducendo drasticamente i lunghi tempi degli approcci sperimentali), sia studiare i modelli tridimensionali (sperimentali o predetti) mediante simulazioni molecolari e analisi su aspetti strutturali-funzionali quali ad esempio le interazioni molecolari proteina-proteina, proteina-DNA, proteina-ligando.
L’infrastruttura Europea INSTRUCT ha come obiettivo la realizzazione di una rete che armonizzi le facilities per gli studi in tale settore, con un particolare riferimento a grandi infrastrutture per lo studio con metodi sperimentali; tuttavia, la bioinformatica può offrire un contributo determinante, come è stato infatti riconosciuto nell’ambito dello User Group italiano di INSTRUCT.
Il Gruppo di Lavoro “Bioinformatica Strutturale” si è posto come obiettivi:

1. stabilire opportuni collegamenti con le attività del Programma 4 riferite alla partecipazione a INSTRUCT
2. verificare la possibilità di una attività di rete a livello nazionale nel settore della bioinformatica strutturale applicata in studi oncologici.

Attività svolta
Sono stati stabiliti collegamenti con INSTRUCT, tramite la partecipazione alle riunioni di costituzione dello User Group italiano e, all’interno di esso, del gruppo di lavoro in Biologia Strutturale Computazionale e Bioinformatica.
Sono stati realizzati dei test sulle prestazioni di scalabilità di software per simulazioni di dinamica molecolare di biomolecole.
In questo stesso numero, alle pagine 10-11, è riportata una dettagliata descrizione del lavoro svolto, in collaborazione tra Silvia Giuliani (CINECA, Bologna) e Anna Marabotti (ISA-CNR, Avellino), che è consistito nel confronto delle prestazioni tra la più recente versione di GROMACS, version4 rilasciata nel 2008, e la precedente versione 3.
Si è potuto verificare come con la nuova versione ci sia un reale miglioramento delle prestazioni: la versione 3 infatti, nel caso dei sistemi molecolari utilizzati per il test, riusciva a utilizzare in modo vantaggioso al massimo 16 processori, mentre con la versione 4 si è ottenuto un vantaggio nell’utilizzo di fino a 128 processori.

La costituzione di un gruppo di lavoro sulla bioinformatica strutturale nasce dalla constatazione della necessità di conoscere le relazioni tra struttura e funzione delle molecole coinvolte nei processi fisiologici e patologici di interesse nello studio dell’oncologia, allo scopo di comprendere le basi molecolari delle patologie. Mediante gli strumenti della bioinformatica e della biologia computazionale, è possibile sia ottenere modelli molecolari tridimensionali “predetti” (sicuramente meno affidabili dei modelli sperimentali ma ottenibili riducendo drasticamente i lunghi tempi degli approcci sperimentali), sia studiare i modelli tridimensionali (sperimentali o predetti) mediante simulazioni molecolari e analisi su aspetti strutturali-funzionali quali ad esempio le interazioni molecolari proteina-proteina, proteina-DNA, proteina-ligando.
L’infrastruttura Europea INSTRUCT ha come obiettivo la realizzazione di una rete che armonizzi le facilities per gli studi in tale settore, con un particolare riferimento a grandi infrastrutture per lo studio con metodi sperimentali; tuttavia, la bioinformatica può offrire un contributo determinante, come è stato infatti riconosciuto nell’ambito dello User Group italiano di INSTRUCT.
Il Gruppo di Lavoro “Bioinformatica Strutturale” si è posto come obiettivi:

1. Stabilire opportuni collegamenti con le attività del Programma 4 riferite alla partecipazione a INSTRUCT
2. verificare la possibilità di una attività di rete a livello nazionale nel settore della bioinformatica strutturale applicata in studi oncologici.

Attività svolta
Sono stati stabiliti collegamenti con INSTRUCT, tramite la partecipazione alle riunioni di costituzione dello User Group italiano e, all’interno di esso, del gruppo di lavoro in Biologia Computazionale Strutturale e Bioinformatica.
Sono stati realizzati dei test sulle prestazioni di scalabilità di software per simulazioni di dinamica molecolare di biomolecole.
In questo stesso numero, alle pagine 10-11, è riportata una dettagliata descrizione del lavoro svolto, in collaborazione tra Silvia Giuliani (CINECA, Bologna) e Anna Marabotti (ISA-CNR, Avellino), che è consistito nel confronto delle prestazioni tra la più recente versione di GROMACS, version4 rilasciata nel 2008, e la precedente versione 3.
Si è potuto verificare come con la nuova versione ci sia un reale miglioramento delle prestazioni: la versione 3 infatti, nel caso dei sistemi molecolari utilizzati per il test, riusciva a utilizzare in modo vantaggioso al massimo 16 processori, mentre con la versione 4 si è ottenuto un vantaggio nell’utilizzo di fino a 128 processori.

Angelo Facchiano
angelo.facchiano@isa.cnr.it

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