Den Pfad der Viren vorhersagen

14. Februar 2012, 20:24
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Biomathematische Methoden helfen, antivirale Medikamente zu entwickeln

Biologen haben es mit komplizierten Verhältnissen zu tun. Da ist zunächst die schiere Zahl der verfügbaren Daten. Seit es möglich ist, ganze Genome zu sequenzieren, ist der "direkte Dialog zwischen Forscher und Messergebnissen nicht mehr möglich", sagt der theoretische Chemiker Peter Schuster.

Die Kluft zwischen unserem begrenzten geistigen Fassungsvermögen und dem stetig wachsenden Datenberg lässt sich nur mit biomathematischen Methoden bewältigen. Schuster hat unter anderem Formeln entwickelt, mit denen man etwa die räumlichen Faltungen von RNA-Molekülen berechnen kann. Mittlerweile ist es möglich, ganze Viren-Genome als hyperdimensionalen Sequenzraum darzustellen. Sinn der Sache: Der Raum beinhaltet sogenannte Fitnessgebirge, die Viren durch Mutationen schrittweise erklimmen. Das dauernd mutierende HI-Virus zum Beispiel ist ein Meister dieses Manövers, deshalb ist es kaum im Zaum zu halten. Bei manchen Viren allerdings können Forscher bereits vorhersagen, welchen Pfad Viren auf ihrem Weg durch den Sequenzraum nehmen werden. Das könnte zur schnelleren Entwicklung von antiviralen Medikamenten führen.

Steine in den Teich geworfen

Noch komplizierter wird die Angelegenheit, wenn man sich vom Genom (dem Erbgut) zum Proteom (der Gesamtheit aller Proteine) weiterhangelt. Giulio Superti-Furga kennt die diffizile Natur des Forschungsgebiets: "Wenn wir die Wirkung eines Krankheitserregers oder eines Medikaments auf die Proteine untersuchen, dann ist das so ähnlich, wie wenn man zwei Steine in einen Teich wirft. Die Wellen überlagern einander und werden vom Ufer zurückgeworfen. Wir versuchen herauszufinden, wie die Wirkungen durch das Proteinnetzwerk wandern", sagt der Chef des Forschungszentrums für Molekulare Medizin (CeMM) in Wien.

Die mathematischen Werkzeuge, die man für die Beschreibung der Proteinwechselwirkungen benötigt, entstammen der Topologie, Kapitel Netzwerktheorie. Ist es schwierig, sich solche Methoden als nicht gelernter Mathematiker anzueignen? "Ja, das ist schwierig", sagt Superti-Furga. Letztlich gehe in der modernen Wissenschaft nichts mehr ohne Arbeitsteilung. In Superti-Furgas Team sind daher auch immer Biomathematiker mit an Bord. "Sie helfen uns dabei, die Daten zu interpretieren." (DER STANDARD, Printausgabe, 15.02.2012)


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Veranstaltungstipp

Das CeMM und das Johann Radon Institute for Computational and Applied Mathematics (Ricam) veranstalten am 16. Februar gemeinsam einen Workshop zur Biomathematik. Ort: CeMM Lecture Hall, 8. Stock, Lazarettgasse 14, Beginn: 8 Uhr.

Link
www.cemm.oeaw.ac.at

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