RNA World/Project description/nl

Aus Rechenkraft
Zur Navigation springen Zur Suche springen
Languages Languages

Deutsch ja.gif    •  United Kingdom01.gif    •  Italy01.gif  

RNA World Projectbeschrijving

RNA World is een â??verdeeldeâ?? supercomputer, die via internet gekoppelde computers inzet om RNA onderzoek te bespoedigen. Dit systeem dient voor de identificatie, analyse, structuurvoorspelling en ontwerp van RNA moleculen op basis van bio-informaticasoftware met een zeer hoog prestatie- en oplossend vermogen.

In tegenstelling tot het klassieke begin van de bio-informatica baseert RNA World zich niet op losse desktops, webservers of supercomputers. In plaats daarvan presenteert het zich als een continu ontwikkelende cluster van machines van allerlei types, verspreid over de hele wereld. Als zodanig is RNA World zeer heterogeen en omvat momenteel -elk voor de gebruikte toepassing- via internet gekoppelde computers, die het systeem Linux, Windows of OSX gebruiken â?? Uw rekenmodule kan een belangrijk deel van RNA World zijn. Het feit, dat hardware- en stroomkosten door de vrijwilligers worden bekostigd, opent de mogelijkheid veel interessante onderzoeken uit te voeren, die anders â??met het oog op economische aspecten- niet uitvoerbaar zouden zijn. Daar tegenover staat dat RNA World niet streeft naar winst, maar zich uitsluitend richt op de â??open source codeâ?? en de resultaten voor het publiek toegankelijk zal maken.

In zijn actuele vorm gebruikt RNA World een volledig geautomatiseerde softwareversie met een groot oplossend vermogen van Infernal1 dat in de werkgroep van Sean Eddy ontwikkeld werd voor de systematische identificatie van niet-gecodeerde RNAâ??s. Het doel van dit RNA World deelproject is de systematische identificatie en publicatie van alle bekende RNAâ??s in alle tot nu bekende organismen. Met uw hulp zouden we ook gevestigde bio-informaticadatabanken, zoals b.v. Rfam2 met onze resultaten kunnen voorzien, om zodoende hun actualiteit duidelijk te kunnen helpen verbeteren en de onderhoudskosten te reduceren.

In tegenstelling tot andere â??distributed&grid computingâ?? projecten ontwikkelen de ontwerpers van RNA World universeel te gebruiken onderdelen voor gebruikers op browserbasis, die het voor niet aangesloten wetenschappers mogelijk maakt om, parallel aan onze eigen lopende onderzoeksprojecten, RNA World in te zetten voor hun eigen onderzoeksdoeleinden. En dat allemaal vanzelfsprekend kosteloos.

Waarom RNA?

Ieder cellulair proteïne wordt op basis van een voor een korte termijn gemaakte â??boodschappermolecuulâ??, het zogenaamde mRNA, gefabriceerd. Dit mRNA wordt dan door een cellulaire â??machineâ?? herkend, die de basissequens van het mRNA omzet in het erbij horende proteïne (een gevolg van aminozuren). Deze proteïnesynthesemachinerie, die men ribosoom noemt, is interessant genoeg een Ribozym, dat betekent, dat het daarbij gaat om een katalytisch actieve verzameling van verschillende RNA moleculen. Met andere woorden: RNAâ??s dienen niet alleen als â??boodschappermoleculenâ?? of oefenen structurele functies uit, zoals b.v. tRNA, maar kunnen evenals veel proteïnen als katalysatoren werken, die biochemische reacties laten plaats vinden. Bovendien bevat het Ribosom enkele proteïnecomponenten en vormt samen met de RNAâ??s een zeer gecompliceerd Ribonukleoproteïnedeel, overigens is de functie van de ribosomalen proteïnen hoofdzakelijk beperkt tot structurerende taken, zodat Ribosom zijn correcte vorm kan krijgen.

Fascinerend genoeg bleek uit de oorspronkelijke analyse van het menselijke genoome, dat blijkbaar slechts een zeer klein gedeelte van het DNA van onze erfelijkheid proteïne codeert. Wetenschappers dachten eerst â??Waar dient dit â??afval-DNAâ?? toe?â? of â??kunnen we deze gedeelten niet simpelweg verwijderen?â?. Intussen is gebleken dat waarschijnlijk een groot deel van de regulerende processen, die in menselijke cellen plaatsvinden, door kleine RNAâ??s, die zogenoemde miRNAâ??s, bepaald worden. Naast andere functies schijnen deze miRNAâ??s ervoor verantwoordelijk te zijn, dat een huidcel een huidcel wordt, terwijl een spier-, lever- of haarcel, in het verloop van de embryonale ontwikkeling uit stamcellen daadwerkelijk telkens tot precies het bedoelde celtype differentieert, hoewel het genetische materiaal (DNA) van al deze zeer verschillende cellen eigenlijk identiek is. Bovendien lijkt het zo te zijn dat vele kankersoorten of samengaan met een sterke verandering van het normale miRNA-profiel of in de bewuste cellen door een dergelijke verandering van de miRNA-productie worden veroorzaakt. Sterke nog, intussen zijn er virussen ontdekt, die miRNAâ??s in de door de virussen aangetaste cellen binnenbrengen en met behulp daarvan het regulerende netwerk gericht zo veranderen dat tenslotte bepaalde ziekten ontstaan.

Op basis van de hierboven kort geschetste feiten kunnen we zonder twijfel vaststellen dat een veelomvattende bespoediging van het RNA-onderzoek â??b.v. door het steunen van het RNA World project- kan leiden tot belangrijke ontdekkingen, die vervolgens een belangrijke bijdrage kunnen leveren aan de toekomstige ontwikkeling van medicamenten.

Literatuur

(1) Infernal 1.0: inference of RNA alignments. Nawrocki EP, Kolbe DL, Eddy SR. Bioinformatics. 2009 May 15;25(10):1335-7. Epub 2009 Mar 23. PMID: 19307242.

(2) Rfam: updates to the RNA families database. Gardner PP, Daub J, Tate JG, Nawrocki EP, Kolbe DL, Lindgreen S, Wilkinson AC, Finn RD, Griffiths-Jones S, Eddy SR, Bateman A. Nucleic Acids Res. 2009 Jan;37(Database issue):D136-40. Epub 2008 Oct 25. PMID: 18953034.

(3) Petabyte-scale innovations at the European Nucleotide Archive. Cochrane G, Akhtar R, Bonfield J, Bower L, Demiralp F, Faruque N, Gibson R, Hoad G, Hubbard T, Hunter C, Jang M, Juhos S, Leinonen R, Leonard S, Lin Q, Lopez R, Lorenc D, McWilliam H, Mukherjee G, Plaister S, Radhakrishnan R, Robinson S, Sobhany S, Hoopen PT, Vaughan R, Zalunin V, Birney E. Nucleic Acids Res. 2009 Jan;37(Database issue):D19-25. Epub 2008 Oct 31. PMID: 18978013.