Přejít na hlavní obsah

Software z MU bude sloužit vědcům z Harvardu

Harvard Medical School si vyžádala vědecký software Caver k modelování proteinů, který vznikl spoluprací PřF a FI.

Protein s tunely spočítanými softwarem CAVER 3.0.

Superpočítačové centrum Harvardovy univerzity pod sebou sdružuje na 150 špičkových laboratoří, které budou mít k systému z Masarykovy univerzity přístup.Dostat se na prestižní světovou univerzitu je záležitost mnohaleté práce a ani tak se uchazeči vysněné místo nemusí podařit získat. Masarykově univerzitě však jeden takový reprezentant na ceněné vysoké škole brzy přibude. Jen nebude mít lidskou podobu.

Americká Harvard Medical School si totiž vyžádala instalaci vědeckého softwaru Caver, který vznikl spoluprací dvou pracovišť Masarykovy univerzity. „Superpočítačové centrum Harvardovy univerzity pod sebou sdružuje asi 150 laboratoří, které budou mít k našemu systému přístup. Jde o skupiny, které dělají kvalitní výzkum s vysokým vědeckým potenciálem. Jejich zájem dokládá užitečnost našeho řešení,“ sdělil Jiří Damborský z Loschmidtových laboratoří Masarykovy univerzity, kde se nápad vytvořit program zrodil.

K čemu takovou pomůcku odborníci potřebují? Výzkumníci z přírodovědecké fakulty ji začali vyvíjet už před lety, když přicházeli s novou metodou odbourávání toxických látek v prostředí. Spočívá v genetické úpravě proteinů v místech, kudy do proteinu proudí jiné chemické látky. Aby bylo něco takového možné, potřebují mít vědci o těchto místech, jež mají podobu různě širokých tunelů, přehled. Detailní informace o velikosti a tvaru tunelů jim dává právě systém Caver.

Jeho první verzi si přírodovědci vyvinuli sami, s žádostí o pomoc s náročnějšími úkoly se však v roce 2006 obrátili na kolegy z Laboratoře interakce člověka s počítačem na Fakultě informatiky Masarykovy univerzity.

„Dřívější verze systému dokázala vyhodnocovat dutiny v proteinu. Ten si můžeme představit jako řetězec smotaný do klubíčka, který se ovšem pořád hýbe, takže v něm se díry hledají hůř. Dnes už to dokážeme,“ přiblížil vedoucí laboratoře Jiří Sochor.

Zájem o software je z celého světa
Nová softwarová pomůcka je však zásadní proto, aby bylo možné vlastnosti proteinu modifikovat. Už když ji pracovníci univerzity vytvářeli, chodily na ni ohlasy z celého světa. Mimo jiné z toho důvodu stojí systém na technologii, která umožňuje, aby si ho uživatelé spouštěli z dálky a třeba i stáhli k sobě do počítače. Webové stránky caver.cz, kde je program zdarma k dispozici, tak dnes mají asi čtyři tisíce registrovaných uživatelů z téměř 80 zemí světa. „Když jsme viděli statistiky, překvapilo nás, z kolika různých zemí uživatelé pocházejí. Jejich zastoupení se shoduje s výzkumnou aktivitou v oborech strukturní biologie a proteinového inženýrství,“ podotkl Damborský.

Vlna zájmu vedla k tomu, že vznikla také spin-off firma, která bude komerčně nabízet Caver Viewer. Ten nabídne uživatelsky příjemné rozhraní farmaceutickým nebo chemicko-
technologickým firmám.
Nejvíce uživatelů Caveru momentálně pochází ze Spojených států, odkud je jich asi osm set. Kolem 350 odborníků používá software v Japonsku, velké zastoupení mají Německo, Indie a Velká Británie.

Vlna zájmu vedla k tomu, že vznikla také spin-off firma, která bude komerčně nabízet Caver Viewer. Ten nabídne uživatelsky příjemné rozhraní farmaceutickým nebo chemicko-technologickým firmám. „Komerční verze umožní vytvářet různé grafy, barevná schémata, animace nebo zakrývat část atomů, které uživatel aktuálně vidět nepotřebuje,“ vypočítal Sochor, podle něhož byla spolupráce dvou týmů ze zcela odlišných vědeckých prostředí velice přínosná. I když zpočátku také náročná.

„Od začátku jsme se snažili vycházet si maximálně vstříc. Biochemici, kteří se na nás obrátili, nám všechno vysvětlovali, vzali nás do laboratoří, ukázali, co a jak se dělá. Ale i tak si naši studenti museli vzít učebnice a učit se úplné základy neznámého oboru.“ Dřina se ale vyplatila. „Téma nám od začátku přišlo velice slibné pro budoucí výzkum. Pracovalo na něm několik doktorandů i studentů na magisterském a bakalářském stupni. Statistikami uživatelů na webu systému se vždycky chlubíme u obhajob,“ říká s úsměvem Sochor.

Jedním z doktorandů, kteří se na vývoji softwaru podílel, byl i Antonín Pavelka. „Baví mě aplikace počítačových programů na studium přírodních jevů. Byla to výzva, jejíž uplatnění je velice praktické,“ hodnotí celou práci zaměřením bioinformatik.

Úspěchem softwaru práce autorů nekončí. Chystají se vylepšení, která zajistí rychlejší odezvu programu, větší přesnost nebo možnost analyzovat řádově větší struktury. „Co dělat budeme mít ještě léta,“ dodává Pavelka.