Robotergestützt und kosteneffizient Proteine erforschen

Eine effiziente und rentable neue Methode zur Untersuchung der Bewegung von Proteinen im Körper wurde von einem durch die EU finanzierten Projekt entwickelt. Basierend auf der Tatsache, dass sich Proteine und Roboterarme auf ähnliche Weise bewegen, konnte das COMPMECH-Team bes...

Eine effiziente und rentable neue Methode zur Untersuchung der Bewegung von Proteinen im Körper wurde von einem durch die EU finanzierten Projekt entwickelt. Basierend auf der Tatsache, dass sich Proteine und Roboterarme auf ähnliche Weise bewegen, konnte das COMPMECH-Team bestimmte Algorithmen für die Simulierung des Proteinverhaltens anpassen.

Mit diesen neuen Algorithmen können die Wissenschaftler genauer als je zuvor die Bewegung von Proteinen erforschen. Aus wissenschaftlicher Sicht ist das besonders wichtig, da Proteine in unserem Körper eine entschiedenede Rolle spielen. Sie sind nämlich an den meisten im Körper stattfindenden biologischen Prozessen beteiligt.

Die Erforschung von Proteinen hat sich zu einem der interessantesten und kollaborativsten Gebiete der Wissenschaft entwickelt. Immer mehr Disziplinen, u. a. Physik, Biologie, Mathematik und Ingenieurwissenschaft, arbeiten bei der Untersuchung dieser Bausteine des Lebens zusammen. Während Proteine auf statische Weise etwa bei der Erzeugung von Haut und Muskeln verwendet werden, sind sie auch dynamisch und führen in Verbindung mit anderen chemischen Stoffen spezifische Funktionen im Körper aus.

Bisher wurde eine Reihe von Methoden für die Untersuchung der statischen Proteinstrukturen eingesetzt, wie z. B. Röntgenkristallografie und Kernspinresonanz. Diese Methoden sind jedoch bei sich bewegenden Proteinen nutzlos. Daher werden analytische Methoden wie Computersimulationen verwendet. Häufig ist das aber zu kostspielig, da für die Berechnungen, die manchmal mehrere Tage dauern könne, Supercomputer benötigt werden.

Eines der größten Probleme liegt in der Natur der Bewegung der Proteine selbst. Sie sind nämlich in der Lage, sich so ähnlich wie ein Arm zu bewegen. Aus diesem Grunde wurde das Projekt COMPMECH gestartet, um zu untersuchen, ob es möglich ist, durch die Anpassung von Roboteralgorithmen neue Wege zur Erforschung der Proteinbewegung zu eröffnen. Die Ingenieurwissenschaft hat in diesem Projekt eine entscheidende Rolle gespielt, da sie die Software entwickelt hat, mit der die Proteinbewegung schneller und kostengünstiger als je zuvor untersucht werden kann.

Die COMPMECH-Forschungsgruppe konzentrierte sich auf vier Proteine in zwei unterschiedlichen Situationen. Erstens wie sich Proteine bewegen, wenn sie ihre Funktion ausführen, und zweitens wie sie eine dreidimensionale Struktur erreichen. Proteine sind nämlich erst lange Ketten und falten sich dann zusammen.

Diese vereinfachte Methode zur Untersuchung der Proteinbewegung wird die Arbeit der Forscher auf dem Gebiet der Proteine erleichtern. Die Innovation hat auch potenzielle medizinische Auswirkungen. Proteine sind nicht nur an den meisten biologischen Prozessen, sondern auch an einigen Krankheiten beteiligt, wie z. B. Krebs und Alzheimer. Die Steuerung der Proteinbewegung könnte daher neue Behandlungsmöglichkeiten eröffnen.

COMPMECH wurde vom Fachbereich für Mechanik der Fakultät für Ingenieurwissenschaften in Bilbao, Spanien, koordiniert.

Länder

Spanien