Verbundprojekt BioExcel: HPC-Exzellenzzentrum für biomolekulare Forschung auf Höchstleitungsrechnern

Die Biowissenschaften entwickeln sich zu einem Forschungsbereich, der sowohl datengesteuert als auch von fortschrittlicher HPC-Modellierung abhängig ist, insbesondere in der biomolekularen Forschung und der Arzneimittelentwicklung. Das Exzellenzzentrum für computergestützte biomolekulare Forschung (BioExcel) wurde 2015 eingerichtet, um die Entwickler der am häufigsten verwendeten europäischen Codes mit Fachwissen in den Bereichen Forschung, Industrie und Ausbildung zusammenzubringen. BioExcel ist ein explizit nutzerorientiertes Zentrum; die Arbeit wird auf der Grundlage der von den Nutzern ermittelten Bedürfnisse mit dem Potenzial für große wissenschaftliche/industrielle Auswirkungen priorisiert - und ein langfristiger Horizont hat es möglich gemacht, künftige Computersysteme ins Visier zu nehmen, einschließlich der derzeit installierten Pre-Exascale-Ressourcen. Das MPG Team am MPI-NAT und am MPCDF entwickelt die Software PMX. Gekoppelt an die biomolekulare Simulationssoftware GROMACS, die vom Partner in Stockholm entwickelt wird, ermöglicht PMX automatisierte Berechnungen Freier Energien mit hohem Durchsatz, zum Beispiel für die Arzneimittelentwicklung und Proteindesign. In der beantragten Förderperiode sollen neue Funktionalitäten wie etwa kovalente Modifikationen, die sich zum Beispiel in post-translationalen Modifikationen finden, sowie eine Anbindung zu Methoden des Maschinellen Lernens implementiert werden. Zusammen mit einer verbesserten Integration in GROMACS soll dadurch eine breitere Funktionsabdeckung als auch eine Skalierung auf größere Maschinen erreicht werden. Das EMBL in Heidelberg ist vorrangig für die Trainingsaktivitäten (einschließlich summer schools) verantwortlich, um die Benutzerschulung und Karriereentwicklung für BioExcel zu unterstützen.