Direttore di Ricerca de Istituto di Metodologie per l’Analisi Ambientale
Consiglio Nazionale delle Ricerche
La simulazione molecolare, in particolare la dinamica molecolare, è uno degli strumenti fondamentali per la nostra comprensione dei sistemi chimici e biologici. Il miglioramento delle prestazioni del software, lo sviluppo di computer più potenti e i progressi nelle funzioni di energia hanno trasformato la dinamica molecolare in uno strumento predittivo, capace di accelerare la progettazione di farmaci, biomateriali, nanoparticelle, proteine e acidi nucleici. Ancora più importante, la dinamica molecolare è diventata lo strumento essenziale per comprendere il funzionamento delle macchine biomolecolari.
Nel corso di quasi mezzo secolo di evoluzione, la comunità scientifica è passata dal simulare piccole biomolecole in ambienti semplificati a studiare virus completi, organelli cellulari e persino piccole cellule. Parallelamente, il tempo di simulazione è aumentato da pochi picosecondi (10⁻¹² secondi) a millisecondi (10⁻³ secondi), generando lunghe serie di dati strutturali (le traiettorie). Il risultato finale è la generazione di un’enorme quantità di dati che la comunità scientifica non sa come gestire. Le agenzie finanziatrici e le riviste scientifiche richiedono che le traiettorie vengano conservate, ma di solito vengono depositate su dischi rigidi personali, il che ne impedisce il riutilizzo da parte di altri gruppi, l’integrazione in sistemi di analisi su server bioinformatici esterni, o il loro importante uso per l’addestramento di algoritmi di intelligenza artificiale. Il risultato è che enormi quantità di dati, ottenuti attraverso l’uso massivo di computer (si stima che circa il 15% delle risorse di “High Performance Computing – HPC” vengano utilizzate per calcoli di dinamica molecolare), diventano inutilizzabili per il progresso della scienza, anche se continuano a occupare spazio nei centri di dati.
È il momento che l’Europa sviluppi un’infrastruttura per archiviare in modo ordinato le traiettorie e dotarle di una struttura di analisi che permetta un uso universale e la realizzazione di meta-studi, oggi impossibili, ma che saranno cruciali per l’addestramento di nuovi algoritmi di apprendimento automatico. L’Italia svolge un ruolo chiave nel campo della dinamica molecolare grazie alla sua amplia comunità e alla capacità dei suoi centri di calcolo.
Per questo motivo, vi invitiamo a supportare la creazione di un’infrastruttura europea che permetta l’archiviazione razionale dei dati di dinamica molecolare e il loro successivo utilizzo in studi a livello globale. Questa infrastruttura non solo consentirà di ottimizzare le risorse informatiche disponibili, ma aprirà anche nuove opportunità per migliorare la nostra comprensione del funzionamento della dinamica delle biomolecole.
