Stadtteile: Geballte Rechenpower für Jülicher Alzheimer-Forschung

Neues aus dem Forschungszentrum

Geballte Rechenpower für Jülicher Alzheimer-Forschung
Von Redaktion [24.05.2016, 14.33 Uhr]

Für ein Projekt, das molekulare Ursachen von Alzheimer mit aufwändigen Computersimulationen erforscht, haben Wissenschaftler des Jülicher Institute of Complex Systems, Bereich Strukturbiochemie, jetzt gemeinsam mit Kollegen der finnischen Universität von Helsinki umfangreiche Rechenzeit auf Supercomputern erhalten. Das nationale Gauss Zentrum für Supercomputing (GCS) bewilligte dem Team um Jun.-Prof. Birgit Strodel und Dr. Michael C. Owen dafür die Nutzung von 10 Millionen CPU-Stunden auf dem Münchener Höchstleistungsrechner SuperMUC. Das entspricht in etwa der Rechenleistung von 10 Millionen normal leistungsfähigen Laptop-Computern in einer Stunde.

Im Fokus der Forscher stehen Wechselwirkungen zwischen der Membran von Nervenzellen und dem Protein Amyloid-beta (A?). Die Verklumpung dieses körpereigenen Proteins im Gehirn führt zur Bildung schädlicher Aggregate, die für das massenhafte Absterben von Nervenzellen bei Alzheimer verantwortlich gemacht werden. Dabei entstehen zunächst kleinere Verklumpungen aus wenigen Molekülen, sogenannte A?-Oligomere, die besonders toxisch sind und eine Schlüsselrolle für den Krankheitsverlauf zu spielen scheinen.

Experimentelle Hinweise deuten darauf hin, dass Membranen einen fördernden Einfluss auf die Bildung dieser frühen Aggregatformen haben. Doch was sich dabei auf der molekularen Ebene tatsächlich abspielt, ist bislang ungeklärt. Nun wollen die Forscher den Vorgang in zahlreichen parallelen Simulationen erstmals im atomgenauen Detail nachvollziehen, um die bestimmenden Faktoren für die Verklumpung zu identifizieren. Das Verhalten der A?-Moleküle wird dabei an virtuellen Modellmembranen getestet, die denen von Nervenzellen gleichen.

Das GCS betreibt die leistungsfähigste Infrastruktur für Supercomputing in Europa. Das Zentrum ist eine Allianz der drei nationalen Supercomputing-Standorte: des High Performance Computing Centers in Stuttgart, des Jülich Supercomputing Centre (JSC) und des Leibniz Supercomputing Centre in Garching nahe München.

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