SIMBAGraN

Sistem integrat pentru modelare biomoleculara,
cu aplicabilitate la studiul bacteriilor Gram negative

Proiectul SIMBAGraN isi propune dezvoltarea unui instrument software versatil pentru modelarea computationala la nivel molecular si utilizarea acestuia in investigarea bacteriilor Gram negative. Sistemul este adaptatabil pentru investigarea de structuri subcelulare diverse, permite extinderea la valori arbitrar de mari a capacitatilor necesare pentru prelucrarea si stocarea datelor, si este scalabil cu dimensiunea acestor capacitati si cu numarul de utilizatori. Aceste caracteristici sunt implementate prin intermediul unui portal web multifunctional conectat la un grid de calcul format din clustere de inalta performanta. Portalul integreaza diverse instrumente software accesibile printr-o interfata grafica ce permite definirea si utilizarea de fluxuri de lucru compuse din sarcini / module corespunzatoare diversilor pasi de modelare. Fluxurile de lucru sunt trimise spre a fi executate pe resursele disponibile sistemului grid intr-o maniera transparenta pentru utilizator.

Desi sistemul integrat permite investigarea diferitelor subiecte din biologia computationala, el va fi initial adaptat si folosit pentru modelarea si simularea bacteriilor Gram negative. Alegerea acestui subiect este motivata de prioritatea nationala de a investiga vulnerabilitatile bacteriilor rezistente la medicamente, care sunt responsabile de numeroase infectii intraspitalicesti in Romania, si a caror intelegere poate conduce la metode mai bune de preventie si tratament pentru morbiditati grave. Proiectul va inzestra cercetatorii microbiologi si farmacologi cu instrumente software care le vor permite sa efectueze simulari numerice mai rapide si sistematice ale interactiunilor medicament-bacterie pentru tulpinile bacteriene specifice spitalelor romanesti.

Sistemul integrat este proiectat astfel incat sa devina un nod central pentru comunitatea nationala de biocalcul, prin conectarea gradata la grid a resurselor de biologie computationala care sunt gazduite de catre universitati si institute de cercetare din tara. Acest proces va fi favorizat de avantajul evident al folosirii serviciilor inovative oferite de catre sistemul integrat, cum sunt fluxurile de lucru pentru modelarea tulpinilor bacteriene.

Portalul este destinat sa devina in timp un nod al infrastructurii nationale pentru informatie biologica, prin intermediul caruia sa se opereze baze de date nationale si institutionale, sa se stocheze date de bioinformatica si sa se asigure resurse si servicii computationale pentru modelari pe scara larga. Nodul national va asigura, de asemenea, depozitarea si expertiza pentru datele si instrumentele software nou create. Prin intermediul acestuia, comunitatea stiintifica va avea acces la date specifice Romaniei (cum sunt cele de interes pentru microbiologie si farmacologie), iar cercetatorii romani vor beneficia de diseminarea pe scara larga a rezultatelor lor stiintifice. Aceasta va contribui substantial la cresterea vizibilitatii internationale a comunitatii stiintifice nationale.

Comunitatea utilizatorilor prototipului de grid national pentru biologie computationala va include cercetatori, masteranzi si doctoranzi din tara si din strainatate. Principalul produs final al SIMBAGraN - prototipul sistemului bioinformatic - va furniza servicii inovative pentru aceasta comunitate si va fi testat pe parcursul proiectului, livrand rezultate stiintifice publicabile privind structura si functionalitatea membranelor si proteinelor bacteriilor Gram-negative. De asemenea, va asigura un mediu excelent de e-learning pentru studentii inscrisi in programe de biologie moleculara, permitandu-le acestora accesul (controlat) la diverse baze de date, instrumente de desen si vizualizare, mijloace de stocare, punere in comun si refolosire a rezultatelor sesiunilor de lucru, chestionare de examinare, etc.