Alexander Schug, Leiter der Forschungsgruppe Multiscale Biomelecular Simulations am SCC, koordiniert das John von Neumann Exzellenzprojekt PROFOUND. Der Schwerpunkt des Projekts liegt auf dem Einsatz von Höchstleistungsrechnen und biomolekularen Simulationen, die erforderlich sind, um KI-gestützte Ansätze für die Proteinsimulation im großen Maßstab nutzbar zu machen.
Proteine sind winzige molekulare Maschinen, die die Funktionen lebender Zellen aufrechterhalten. Sie besitzen nicht nur eine feste Struktur, sondern bewegen sich, verändern ihre Form, öffnen und schließen sich und treten mit anderen Molekülen in Wechselwirkung. Diese Bewegungen sind häufig entscheidend für ihre biologische Funktion.
Das Projekt PROFOUND entwickelt neue KI-Methoden, die aus Computersimulationen solcher Proteinbewegungen lernen können. Ziel ist es, Forschende bei der Entwicklung neuer Proteine zu unterstützen, die nicht nur die richtige Struktur besitzen, sondern sich auch auf die gewünschte Weise verhalten und bewegen. Indem zunächst zahlreiche Varianten am Computer untersucht werden, können vielversprechende Kandidaten frühzeitig identifiziert werden – beispielsweise solche, die besonders stabil sind, gezielt an bestimmte Bindungspartner andocken oder nützliche molekulare Strukturen bilden. Dadurch lassen sich aufwendige und kostenintensive Experimente im Labor gezielter planen.
Das Projekt verbindet Höchstleistungsrechnen, molekulare Simulationen, Künstliche Intelligenz und experimentelle Untersuchungen. Langfristig können die Ergebnisse zur Entwicklung neuer Werkzeuge für Medizin, Pharmakologie, Biotechnologie und Synthetische Biologie beitragen.
Weitere Informationen: www.john-von-neumann-institut.de/en/research/nic-excellence-projects/2026-1
Kontakt am SCC: Dr. Alexander Schug