Multiscale Biomolecular Simulation

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Der enorme Zuwachs an Rechenressourcen in den letzten Jahrzehnten hat den Einsatz von Computern zur Durchführung virtueller Experimente ermöglicht, mit denen ein breites Spektrum biologischer Fragen untersucht werden kann. Die gleichzeitige Arbeit an Theorie, Experiment und Simulation hat sich zu einem neuen Paradigma entwickelt, das die Entdeckung wissenschaftlicher Phänomene und neuer technologischer Anwendungen beschleunigt, insbesondere an der Schnittstelle zwischen Biowissenschaften und Physik.

Die Forschungsgruppe Multiskalige Biomolekulare Simulation zielt darauf ab, die strukturellen und dynamischen molekularen Mechanismen der genetischen Regulation in HPC-Computersimulationen quantitativ zu verstehen. Wir wollen die Methodenentwicklung direkt mit lebenswissenschaftlichen Anwendungen verbinden und konzentrieren uns auf Systeme von hoher biologischer Relevanz im Kontext der genetischen Regulation. Beispiele für solche Systeme, die wir derzeit untersuchen, sind Zwei-Komponenten-Signaltransduktionssysteme und regulatorische ncRNA wie Riboswitches oder das Gruppe-II-Intron. Die Herausforderung bei der Simulation dieser Systeme besteht darin, ausreichend lange Zeitskalen zu erreichen und gleichzeitig eine realistische Beschreibung zu erhalten. Wir entwickeln daher leistungsstarke Berechnungswerkzeuge, die einen Multiskalierungsansatz verfolgen, bei dem wir effiziente Sampling-Techniken auf einer grobkörnigen Beschreibungsebene mit teureren, aber detaillierteren Modellen kombinieren. Letztendlich könnten die gewonnenen Erkenntnisse über biomolekulare Systeme in der synthetischen Biologie oder Pharmakologie Anwendung finden, indem sie deren genetische Regulierung steuern und zur Entwicklung von Modulen für die synthetische Biologie beitragen.

Allgemeine Öffentlichkeit:

3 Minuten Videoclip über Proteinfaltungssimulationen.

Offene Stellen:

Bachelor- und Master-Arbeiten

Bitte wenden Sie sich direkt an mich(schug∂kit.edu), um sich über mögliche Diplomarbeitsthemen zu erkundigen. In der Regel suchen wir nach Kandidaten in den Bereichen:

• Protein- und RNA-Strukturvorhersage unter Verwendung koevolutionärer Informationen
• Grobkörnige Simulationen und Simulationsmethoden

PhD-Arbeiten

derzeit keine freien Stellen