Un'app per fare scienza

Dormo e metto a disposizione lo smartphone per studiare le proteine: Basta connettere il proprio cellulare a una rete WiFi e lasciarlo collegato alla corrente...

E se usassimo il nostro cellulare anche mentre dormiamo? È questo quello che devono aver pensato i ricercatori dell’Università di Vienna trovandosi di fronte a una mole di sequenze proteiche da analizzare e decriptare. Così l’idea, sviluppata insieme a Samsung Austria, di creare l’app Power Sleep che, utilizzando i processori degli smartphone, permette di aiutare i ricercatori.

 POWER SLEEP - La app, disponibile per dispositivi Android (a partire dalla versione 2.3, anche fuori dall’Austria), analizza i dati che Simap (Similarity Matrix of Proteins) – un database di similitudini tra proteine che contiene tutte le sequenze di proteine a oggi pubblicate e continuamente aggiornate – invia agli smartphone quando sono «a riposo». Power Sleep funziona infatti come un orologio. Prima di andare a dormire basta impostare l’ora della sveglia, connettere il proprio smartphone a una rete WiFi e lasciarlo collegato a una presa di corrente. Quando la batteria è carica al 100% Simap invia un pacchetto di dati (circa 1 MB) da elaborare al telefonino. L’operazione dura in media 30-60 minuti, al termine del calcolo lo smartphone restituisce i dati automaticamente al server centrale, che invia un nuovo pacchetto di dati e così continua a fare fino all’ora prevista del risveglio, quando la app smette di funzionare in automatico. Sleep Power assicura di non accedere in alcun modo ai dati degli smartphone che scaricano e utilizzano la app.

SEQUENZE PROTEICHE - Thomas Rattei, responsabile di Simap, garantisce invece l’utilità dei dati che vengono «calcolati» dagli smartphone: le sequenze proteiche decriptate servono infatti agli scienziati per studi di genetica, biochimica e biologia molecolare che servono a portare avanti, tra le altre, ricerche sul cancro e l’Alzheimer. La modalità informatica utilizzata da Power Sleep si chiama «calcolo distribuito» ed è utilizzata già da anni dai laboratori che non hanno risorse sufficienti per affrontare i costi della ricerca o che hanno quantità enormi di dati da analizzare.

CALCOLO DISTRIBUITO - Il calcolo distribuito consiste nell’appoggiarsi su un sistema di computer autonomi tra loro, che comunicano attraverso una rete e che lavorano indipendentemente su uno stesso progetto al fine di raggiungere un obiettivo comune. I costi computazionali di Simap, che calcola la similitudine tra proteine, sono proporzionali al quadrato del numero di sequenze contenute, per questo, lo sforzo computazionale per mantenere la matrice aggiornata aumenta costantemente. Simap comprende circa 40 milioni di sequenze proteiche diverse, provenienti da più di 80 milioni di voci del database: «Le risorse interne che effettuano calcoli», si legge sul sito del progetto, «non sono già da anni sufficienti per trattare tutte le nuove sequenze proteiche. Così abbiamo creato un client Simap compatibile con la piattaforma Boinc (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing) che si basa sull’algoritmo Fasta per individuare le similitudini tra le sequenze».

SIMAP - Simap è un progetto dell’Università di Vienna, del Centro Helmholtz di Monaco, dell’Università di Monaco e del Centro di vita e scienza dell’alimentazione di Weihenstephan, coordinati da Thomas Rattei. In Italia sono diversi i progetti di calcolo distribuito in corso e la maggior parte si appoggia al team di Boinc.Italy.