Auf der Suche nach Schwachstellen bei Sars-CoV-2
Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen am HITS beteiligen sich an der Suche nach Wirkstoffen gegen SARS-Cov-2, dem Virus, das Covid-19 auslöst. Rebecca Wade und ihr Team greifen dazu auf bereits von ihnen entwickelte Tools für computergestützte Wirkstoffsuche zurück, und nehmen damit einige der Proteine des Virus genauer ins Visier. Die Forschung findet zum Teil im Rahmen der COVID-19 Grand Challenge statt.
Wie kann computergestützte Forschung einen wirksamen Beitrag zur Bekämpfung des Coronavirus leisten? Mitglieder der Forschungsgruppe Molecular and Cellular Modeling (MCM) am HITS nutzen dazu Methoden, die sie bereits im Kampf gegen vernachlässigte parasitäre Krankheiten und Hirnerkrankungen entwickelt haben. Für Letztere erstellt die Gruppe schon seit geraumer Zeit im Rahmen der Brain Simulation Platform des Human Brain Project (HBP) Tools und Workflows für molekulare Simulationen und Wirkstoffdesign, um Auswirkungen von Signalmolekülen auf molekulare Netzwerke im Gehirn zu untersuchen.
“Eigentlich benötigt man für jede Erkrankung eine eigene Strategie, aber viele der computergestützten Tools, die bei der Erforschung von Proteinen und der Suche nach Wirkstoffen für Hirnerkrankungen zum Einsatz kommen, können auch auf Krankheiten angewendet werden, die durch Viren verursacht werden”, so MCM-Gruppenleiterin Rebecca Wade. “Daher haben wir beschlossen, uns an der Suche nach Wirkstoffen gegen SARS-Cov-2, dem Virus, das Covid-19 auslöst, zu beteiligen.”
Dazu nehmen die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen an der COVID-19 Grand Challenge teil. Im ersten Schritt des Projekts geht es darum, mithilfe verschiedener computergestützter Methoden eine Liste von Leitstrukturen für mindestens drei Covid-19-Ziele zu erstellen, die an Eintritt und Replikation des Virus beteiligt sind. “Gemeinsam mit unseren Kolleginnen und Kollegen in Turin und Jülich verwenden wir Methoden, die wir am HITS entwickelt haben,” sagt Rebecca Wade. So werden z.B. mithilfe von TRAPP (Transient Pockets in Proteins) die Flexibilität von Proteinbindungsstellen erforscht und Proteinstrukturen identifiziert, an die wirkstoffartige Moleküle binden können. Das Tool RASPD+ (Rapid Screening with Physicochemical Descriptors) wird angewandt, um Moleküle zu ermitteln, die an bestimmte Proteinbindungsstellen binden können.
Weitere Informationen dazu, welchen Beitrag Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen des Human Brain Project zur Bekämpfung des Coronavirus leisten, gibt es hier.
Über das HITS
Das HITS (Heidelberger Institut für Theoretische Studien) wurde 2010 von dem Physiker und SAP-Mitbegründer Klaus Tschira (1940-2015) und der Klaus Tschira Stiftung als privates, gemeinnütziges Forschungsinstitut gegründet. Es betreibt Grundlagenforschung in den Naturwissenschaften, der Mathematik und der Informatik. Zu den Hauptforschungsrichtungen zählen komplexe Simulationen auf verschiedenen Skalen, Datenwissenschaft und -analyse sowie die Entwicklung rechnergestützter Tools für die Forschung. Die Anwendungsfelder reichen von der Molekularbiologie bis zur Astrophysik. Ein wesentliches Merkmal des Instituts ist die Interdisziplinarität, die in zahlreichen gruppen- und disziplinübergreifenden Projekten umgesetzt wird. Die Grundfinanzierung des HITS wird von der Klaus Tschira Stiftung bereitgestellt.