STRUMENTI COMPUTAZIONALI PER LA MEDICINA E LA BIOLOGIA: DINAMICA MOLECOLARE DI PROTEINE E DNA

Abstract

Le simulazioni di dinamica molecolare consentono di analizzare la struttura e la flessibilità di macromolecole importanti dal punto di vista biomedico, come proteine e DNA. Questo permette di studiare le cause di molte malattie genetiche, spesso provocate da una mutazione di un gene che codifica per una proteina, ma anche di progettare nuovi farmaci più efficaci. In particolare, lo studio delle mutazioni che insorgono su proteine di membrana come i canali ionici voltaggio-dipendenti permettono di delucidare i meccanismi molecolari alla base delle più importanti patologie neurologiche e muscolari. Le moderne risorse di calcolo parallelo, basate sui nuovi processori GPU ad architettura multi-core, consentono di estendere la simulazione di questi sistemi biologici su scale di tempo molto maggiori e quindi di modellare funzioni biologiche più complesse. Ma lo sviluppo non è solo nelle tecnologie. Nuovi algoritmi e campi di forza che regolano le interazioni inter-atomiche vengono continuamente proposti e implementati nell’ambiente di calcolo del CASPUR