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Scopo del progetto Modifica

L’obiettivo di Nutritious Rice for the World è di predire la struttura delle proteine delle più importanti varietà di riso. L'intento è quello di aiutare gli agricoltori ad incrociare in maniera migliore delle varietà con raccolti ad alta produttività, promuovere una migliore resistenza alle malattie e agli insetti nocivi e utilizzare una ampia gamma di nutrienti che possano dare beneficio alle persone nel mondo, soprattutto in quelle regioni dove la fame è una questione critica.

La determinazione della struttura delle proteine è un processo estremamente difficile e costoso. Comunque è possibile predire attraverso dei calcoli la struttura proteica a partire dalla sequenza di DNA corrispondente. Il Gruppo di Ricerca per la Biologia Computazionale dell’Università di Washington ha sviluppato un software all’avanguardia per fare questo. La difficoltà è che ci sono migliaia di proteine diverse nel riso.

Questo rappresenta una sfida computazionale che un singolo computer non può risolvere in un ragionevole arco di tempo. Pertanto i volontari del World Community Grid sono invitati a contribuire a questo scoraggiante compito. Tramite la collaborazione con ricercatori e agricoltori la speranza è di aumentare la quantità e la qualità dei raccolti di riso nel mondo.

Importanza Modifica

La fame e la malnutrizione sono i maggiori rischi per la salute nel mondo. Quasi il 30% della popolazione mondiale soffre di qualche forma di malnutrizione[1]. Ogni anno 10 milioni di persone muoiono di fame e di malattie correlate alla fame. In effetti ogni anno muoiono più persone per fame e malnutrizione di quante non ne muoiano a causa di AIDS, malaria e tubercolosi messe insieme[2].

Il riso è la maggior fonte di nutrimento per più della metà della popolazione mondiale. Il 20% del totale di energia introdotta con il cibo per ogni uomo, donna e bambino nel mondo proviene dal riso. Nella sola Asia più di 2 miliardi di persone ricavano il 70% dell’energia della loro dieta quotidiana dal riso e dai suoi derivati[3]. Migliorare le varietà di riso per ottenere raccolti più produttivi, più resistenti e nutrizionalmente ottimizzati avrà un impatto positivo sulla vita di miliardi di persone.

Approccio Modifica

La creazione di varietà migliori di riso è stata tradizionalmente affidata alla tecnica dell'incrocio di varietà diverse per produrre ibridi con caratteristiche migliori. Però questo si limita all'incrocio di varietà con caratteristiche facilmente osservabili.

Caratteristiche complesse (come alta produttività, resistenza alle malattie o contenuto nutrizionale) derivano da complesse interazioni biochimiche di singoli componenti proteici. Identificare queste proteine e capire le loro proprietà e interazioni dà agli agricoltori l’opportunità di influire su queste caratteristiche in maniera raffinata scegliendo finemente i candidati per gli incroci. Predire la struttura delle proteine può dare informazioni sul ruolo che svolgono nella biochimica di queste caratteristiche.

Conclusione Modifica

La fase di calcoli su WCG si è conclusa il 6 Aprile 2010 ma il progetto non è concluso. Ora inizia la parte difficile: è necessario setacciare i dati ottenuti in cerca di quelli migliori. Cosa si intende per migliori? Sono stati generati almeno 7 bilioni di modelli di proteine ma sicuramente molti di questi saranno dei modelli inaccurati a causa dell'imprecisione insita negli algoritmi di simulazione proteica. Per questa fase saranno necessari dai 3 ai 6 mesi, mesi durante i quali i ricercatori utilizzeranno altri metodi di calcolo sviluppati nel frattempo (che sfrutteranno anche le veloci GPU CUDA, nVidia) per fare una prima cernita. Dopo aver identificato i modelli di proteine più accurati, si passerà a cercare di capire quali funzioni queste potrebbero avere nel riso. Questo significa comparare le strutture e le sequenze di amminoacidi con quelle delle proteine già note; sono state anche sviluppate sofisticate tecniche per riconoscere la funzione delle proteine in base alla loro sequenza di amminoacidi. Anche questo passaggio necessiterà di un certo tempo: il genoma dei vegetali non è infatti così ben studiato come quello umano o dei mammiferi in generale e questo renderà le cose un po' più difficili.

Referenze Modifica

  1. http://www.fao.org/WorldFoodSummit/english/fsheets/malnutrition.pdf
  2. http://www.fsa.usda.gov/Internet/FSA_File/john_powell.pdf
  3. http://www.fao.org/newsroom/en/news/2006/1000267/index.html

Link esterni Modifica

Nutritious Rice for the World

Nutritious Rice for the World

Stato
Concluso

Nutritious Rice for the World badge

Info
12 Maggio 2008
Data di completamento
6 Aprile 2010
Applicazione
Versione
6.17


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Il Dottor Ram Samudrala parla del progetto Nutritious Rice for the World


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