BIOLOGIA E INFORMATICA

Per la prima volta esperti di calcolo parallelo e distribuito su architetture ad alte prestazioni si sono incontrati per discutere assieme agli specialisti provenienti dall’area della biologia dei sistemi. Obiettivo comune: definire un piano d’attacco contro i malfunzionamenti biologici che conducono all’insorgenza delle malattie odierne. È questo lo spirito con cui cinquanta scienziati si sono dati appuntamento dal 14 al 16 ottobre 2009 al centro di ricerca CoSBi (The Microsoft Research - University of Trento Centre for Computational and Systems Biology) di Povo per il workshop "High Performance Computational Systems Biology (HiBi)".

Negli ultimi dieci anni la comprensione dei meccanismi biologici ha portato scienziati provenienti da discipline diverse - come l’informatica, la biologia, la chimica, la fisica - a collaborare per raggiungere un obiettivo ambizioso: decifrare il linguaggio della natura. In questo panorama, l’informatica ha assunto un ruolo sempre più importante perché mette a disposizione tecniche e strumenti in grado di replicare “in silico”, ossia tramite computer, esperimenti e analisi normalmente condotti “in vivo”, ossia nei laboratori.

Le potenzialità di queste tecniche, in termine di riduzione dei tempi e dei costi degli esperimenti e della ricerca, sono enormi, ma l’estrema complessità dei sistemi viventi rappresenta ancora oggi una sfida per tutti coloro che la studiano. Per avere un’idea della complessità è sufficiente pensare che all’interno di una cellula umana del diametro di due centesimi di millimetro ci sono milioni di molecole, ciascuna con funzioni specifiche e in grado di interagire con le molecole circostanti. Se, virtualmente, possiamo pensare di costruire un modello che ne riproduce il funzionamento, l’esecuzione di milioni di istruzioni corrispondenti richiede tempi ancora fuori dalla portata dei computer attuali. 

Per approfondire il problema e valutarne le possibili soluzioni, nel corso del workshop HiBi09 sono stati presentati sedici articoli scientifici, accuratamente revisionati da un comitato di programma selezionato fra i maggiori esperti nei due ambiti scientifici coinvolti. Ogni intervento ha cercato di fornire un contributo originale per capire come la crescente potenza computazionale offerta dai moderni supercomputer riesca a dare vita a strumenti hardware e software innovativi. Diventa quindi possibile convogliare e sfruttare la potenza di calcolo per la risoluzione di comuni problemi informatici e biologici, ai quali non è pensabile approcciarsi con i tradizionali computer.
Gli ambiti di applicazione di queste tecnologie sono diversi e hanno notevoli potenzialità: sono infatti impiegate per studiare con maggiore efficacia patologie come il cancro al colon-retto, investigare le attività batteriche, simulare il normale processo di apprendimento cognitivo e la crescita cellulare in coltura in un bio-reattore.

 

Al termine dei lavori Tommaso Mazza, responsabile scientifico di HiBi09, ha sottolineato come il workshop abbia “illustrato efficacemente, da differenti prospettive, come informatica e biologia possano camminare insieme per trovare nell’altro mutuo supporto”.