Naše životní prostředí je zasaženo spoustou jedů. Jde o daň, kterou platíme za moderní civilizaci. Začali jsme ji skládat s příchodem průmyslové revoluce. Ta vedle bezpočtu skvělých vynálezů přinesla i jeden podstatný problém – velké množství škodlivých chemických látek. Vydrží ve vodě či v půdě stovky let. A škodí nám.
Typickým příkladem je TCP – rakovinotvorný trichlorpropan, který se využívá jako pesticid anebo solvent v chemickém průmyslu. Nedávno svitla naděje, jak se nechtěného TCP uloženého v půdě nebo vodě zbavit. Proteinoví inženýři z Loschmidtových laboratoří Masarykovy univerzity v Brně vyvinuli biologický systém, který ho dokáže účinně rozkládat.
Skupina vědců vedená Janem Brezovským a Zbyňkem Prokopem ve spolupráci se zahraničními experty navrhla a otestovala metabolickou dráhu obsahující nové bílkoviny, které jsou schopny přeměnit toxický TCP rychle a hospodárně na bezpečnou sloučeninu. Odborníci bílkoviny získali z obyčejné půdní bakterie Rhodoccocus. Jejich objev popsal prestižní časopis Nature Chemical Biology.
Cesta k takovému výsledku nebyla vůbec snadná. Vědci totiž museli propočítat obrovské množství variant řešení. K tomu potřebovali odpovídající technické vybavení. PC s klasickým připojením k internetu by jim určitě nestačilo.
Výhodou mezinárodního týmu bylo, že Česká republika patří mezi země, která je pokryta vyspělou vysokokapacitní síťovou infrastrukturou. Konkrétně národní e-infrastruktura CESNET poskytuje vědcům i dalším akademickým pracovištím špičkové přenosové parametry i přímé napojení na panevropské a globální projekty.
Odborníci z Loschmidtových laboratoří pro své záměry využili jednu součást komplexní e-infrastruktury CESNET, kterou je Národní gridová infrastruktura (mezi zasvěcenými známá jako MetaCentrum). Vědci v ní propočítali a nasimulovali bezpočet možných poměrů bílkovin v metabolické dráze, aby nalezli jejich nejúčinnější kombinace a koncentrace.
„Díky MetaCentru jsme mohli jednotlivé kombinace prozkoumat mnohem podrobněji, protože jsme si mohli dovolit nechat běžet i varianty pouze s minimálními vzájemnými odlišnostmi. Pokud se vezmou v úvahu požadavky na vysokou přesnost a spotřebu času náročných výpočtů diferenciálních rovnic, pak jsou gridové výpočty jedinou rozumnou volbou. Naše zkoumání tak mimo jiné potvrdilo zásadní roli gridových výpočtů pro vývoj komplexních biologických systémů,“ řekl vedoucí mezinárodního týmu Jiří Damborský.
